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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE QUITO CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA Trabajo de titulación previa a la obtención del título de: INGENIERO ELECTRÓNICO TEMA: DISEÑO DE UNA SOLUCIÓN PARA EL ACCESO DE VOZ Y DATOS UTILIZANDO LA TECNOLOGÍA CDMA-450, PROVISTA POR LA CORPORACIÓN NACIONAL DE TELECOMUNICACIONES CNT-EP PARA LAS ZONAS RURALES DE YARUQUÍ, ASCÁZUBI Y SANTA ROSA DE CUSUBAMBA DE LA PROVINCIA DE PICHINCHA AUTOR: PEÑAHERRERA TOLEDO ANDRÉS PATRICIO DIRECTOR: MANUEL RAFAEL JAYA DUCHE Quito, abril de 2015
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
SEDE QUITO
CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Trabajo de titulación previa a la obtención del título de: INGENIERO ELECTRÓNICO
TEMA: DISEÑO DE UNA SOLUCIÓN PARA EL ACCESO DE VOZ Y DATOS
UTILIZANDO LA TECNOLOGÍA CDMA-450, PROVISTA POR LA CORPORACIÓN NACIONAL DE TELECOMUNICACIONES CNT-EP PARA
LAS ZONAS RURALES DE YARUQUÍ, ASCÁZUBI Y SANTA ROSA DE CUSUBAMBA DE LA PROVINCIA DE PICHINCHA
AUTOR:
PEÑAHERRERA TOLEDO ANDRÉS PATRICIO
DIRECTOR:
MANUEL RAFAEL JAYA DUCHE
Quito, abril de 2015
DECLARATORIA
Yo, autorizo a la Universidad Politécnica Salesiana la publicación total o
parcial de este trabajo de titulación y su reproducción sin fines de lucro.
Además, declaro que los conceptos, análisis desarrollados y las conclusiones
del presente trabajo son de exclusiva responsabilidad del autor.
Quito, abril del 2015
_____________
Andrés Patricio Peñaherrera Toledo
1721225363
DEDICATORIA
A Dios, a mis padres por darme la vida y ser el ejemplo en todo ámbito, a mi esposa
por su amor incondicional y paciencia, a mis hermanos por los buenos consejos y el
apoyo en las buenas y malas y especialmente dedico este trabajo a la personita más
importante en i vida, mi hijita Agustina que me da las fuerzas para levantarme y salir
al mundo a luchar por ella.
AGRADECIMIENTO
Agradezco a mis profesores y compañeros de carrera en especial a mi director de
tesis, el Ingeniero Rafael Jaya, que me ha compartido su valioso conocimiento en la
carrera y su buena amistad.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN: ............................................................................................................. 1
CAPÍTULO 1 ...................................................................................................................... 4
1. FUNDAMENTO TEÓRICO ....................................................................................... 4
1.1 Resumen histórico del despliegue tecnológico celular ........................................ 4
1.1.1 Primera Generación (1G) .................................................................................. 5
1.1.2 Segunda Generación (2G)................................................................................. 5
1.1.3 Tercera Generación(3G) ............................................................................... 5
1.2 Descripción de la Tecnología CDMA-450 ............................................................... 8
1.3 El Despliegue tecnológico CDMA 450 .................................................................. 10
1.4 Despliegue de CDMA 450 en el mundo ................................................................ 10
1.5 Despliegue tecnológico CDMA 450 en América Latina ........................................ 11
1.6 El despliegue tecnológico CDMA 450 en Ecuador ................................................ 15
1.7 Concesiones CDMA 450 en Ecuador ..................................................................... 16
1.8 Estándares CDMA2000 .......................................................................................... 18
1.8.1 Codificación (TX) y Decodificación (RX) de la señal CDMA ...................... 20
1.8.2 Canales de Codificación utilizados en CDMA y Canales de enlace .............. 22
1.9 Características, ventajas e inconvenientes de la tecnología CDMA-450 ............... 23
1.9.1 Características de CDMA ............................................................................... 23
1.9.2 Ventajas de CDMA......................................................................................... 24
1.9.3 Ventajas de CDMA-450 ............................................................................. 24
1.9.4 Inconvenientes de la tecnología CDMA-450 ............................................. 26
1.10 Seguridad de la Información en la Red CDMA 450 ............................................ 26
1.10.1. Autenticación y Encriptación del Usuario ................................................... 27
1.10.2. Seguridad para el Transporte de la Información.......................................... 28
CAPÍTULO II ................................................................................................................... 30
2. DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA Y REQUERRIMIENTOS DE LA
TECNOLOGÍA CDMA-450 PARA LOS SITIOS DE YARUQUÍ, ASCÁZUBI Y
SABTA ROSA DE CUSUBAMBA. ................................................................................ 30
2.1. Ubicación y descripción geográfica de las zonas .................................................. 30
2.1.1 Yaruquí ........................................................................................................... 30
2.1.2 Ascázubi ......................................................................................................... 31
2.1.3 Santa Rosa de Cusubamba .............................................................................. 32
2.2. Población ............................................................................................................... 33
2.2.1. Población de Yaruquí .................................................................................... 33
2.2.2. Población de Ascázubi ................................................................................... 34
2.2.3. Población de Santa Rosa de Cusubamba ....................................................... 34
2.3. Infraestructura de telecomunicaciones existentes ................................................. 34
2.3.1. Población de Yaruquí .................................................................................... 34
2.3.2. Población de Ascázubi ................................................................................... 35
2.3.3. Población de Santa Rosa de Cusubamba ....................................................... 35
2.4. Requerimientos fundamentales de la tecnología CDMA450 ..................................... 35
2.4.1. Requerimientos de la cobertura .......................................................................... 35
2.4.2. Requerimientos de capacidad de voz y datos ..................................................... 35
2.4.3. Requerimiento del Espectro de frecuencia ......................................................... 36
2.4.4. Requerimientos del cliente ................................................................................. 36
2.5 Situación actual ...................................................................................................... 36
2.6 Situación actual de a9800 ....................................................................................... 39
2.7 Sitios Pre seleccionados para la instalación de las BTS ......................................... 40
2.7.1 Coordenadas geográficas para las posibles BTS ............................................ 44
CAPÍTULO III .................................................................................................................. 45
3. DISEÑO DE LA SOLUCIÓN ................................................................................... 45
3.1. Justificación del empleo de la banda de los 450 MHz .......................................... 45
3.2. Evaluación de la infraestructura de telecomunicaciones existente ....................... 45
3.2.1. Parroquia de Ascázubi ................................................................................... 45
3.2.2. Parroquia de Yaruquí ..................................................................................... 46
3.2.3 Parroquia de Santa Rosa de Cusubamba ........................................................ 46
3.3. Determinación de la demanda del servicio de telefonía fija a prestar ................... 46
3.3.1 Cálculo de tráfico ............................................................................................ 49
3.3.2 Cálculo de Tráfico con parámetros de servicio de la CNT ............................. 50
3.4 Dimensionamiento de la Red CDMA en la banda de 450 MHz ............................ 50
3.5 Distancias entre las poblaciones a cubrir ............................................................... 51
3.6 Determinación de la ubicación de la BTS .............................................................. 53
3.7 Estructura de la Red ............................................................................................... 56
3.7.1 Estructura Básica de la red CDMA-450 ......................................................... 58
3.8 Diseño de Red Final CDMA-450 ........................................................................... 61
3.8.1 Red de Transporte ........................................................................................... 61
3.8.2 Red de Acceso ................................................................................................ 63
3.9 Planificación de Cobertura ..................................................................................... 64
3.9.1 Modelo de Propagación de Radio (RF) .......................................................... 64
3.9.2 Elección de los Equipos necesarios ................................................................ 68
3.9.3 Selección de Antena del Terminal FWT ........................................................ 72
3.9.4 Elección de Feeder de RF de acuerdo a las pérdidas ...................................... 72
3.9.5 Link Budget de la Red de Radio ..................................................................... 73
3.10. Dimensionamiento de la Red de Radio ............................................................... 75
3.11. Planificación de Capacidad (Tráfico) .................................................................. 75
3.11.1 Cálculo de Throughput ................................................................................. 75
3.11.2 Capacidad del Interfaz Aire de CDMA2000-EVDO .................................... 76
3.11.3 Introducción del concepto de Channel Element “CE” de las BTS CDMA .. 76
3.11.4 Método de configuración de los CE ............................................................. 77
CAPÍTULO IV .................................................................................................................. 78
4. SIMULACIÓN .......................................................................................................... 78
4.1. Software de simulación ......................................................................................... 78
4.2 Simulación de la red de Radio ................................................................................ 79
4.3 Resultados de simulación y Análisis .................................................................. 81
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Evolución de las comunicaciones móviles .................................................. 6
Figura 2. Evolución de las tecnologías celulares ......................................................... 7
Figura 3. Métodos de acceso ........................................................................................ 9
Figura 4. Evolución global de la Tecnología 3G ......................................................... 9
Figura 5. Generación de una señal CDMA . .............................................................. 21
Figura 6. Generación inversa para la obtención de voz . ........................................... 21
Figura 7. La propagación, la mayor ventaja de CDMA-450...................................... 25
Figura 8. Parroquia de Yaruquí ................................................................................. 31
Figura 9. Parroquia de Ascázubi . ............................................................................. 32
Figura 10. Santa Rosa de Cusubamba . ...................................................................... 33
Figura 11. Porcentaje de personas que utilizan computadora por área ..................... 37
Figura 12. Acceso al Internet según área .................................................................. 37
Figura 13. Porcentaje por provincias de personas que utilizaron computadora en el
año 2013 ............................................................................................................. 38
Figura 14. Lugar de uso de Internet por área ............................................................ 39
Figura 15. Porcentaje de personas Analfabetas Digitales por área ............................ 39
Figura 16. Loma Cananvalle. ..................................................................................... 41
Figura 17. Cangahuapungo. ....................................................................................... 42
Figura 18. Santa rosa de Cusubamba. ........................................................................ 42
Figura 19. Checa ........................................................................................................ 43
Figura 20. Malchingui ................................................................................................ 43
Figura 21. Distancia entre las poblaciones de Yaruquí y Ascázubi. .......................... 51
Figura 22. Distancia entre las poblaciones de Yaruquí y Santa Rosa de Cusubamba.
............................................................................................................................ 52
Figura 23. Distancia entre las poblaciones de Ascázubi y Santa Rosa de Cusubamba
............................................................................................................................ 52
Figura 24. Ubicación Geográfica de la BTS de CNT ............................................... 54
Figura 25. Línea de vista Santa Rosa-BTS CNT . ..................................................... 55
Figura 26. Línea de vista Ascázubi-BTS CNT. ......................................................... 55
Figura 27. Línea de vista Yaruquí-BTS CNT . .......................................................... 56
Figura 28. Componentes de una Red CDMA-450 .................................................... 58
Figura 29. Red de Transporte y la Estación Repetidora ............................................ 62
Figura 30. Red de Transporte y Cruz Loma. .............................................................. 63
Figura 31. Diagrama de Red entre las terminales EV-DO con las repetidoras. ......... 64
Figura 32. Elementos que conforman el sistema de radioenlace y microondas......... 69
Figura 33. Estructura de la red CDMA WLL ............................................................ 72
Figura 34. Obtención de cartografía en ICS Telecom................................................ 79
Figura 35. Obtención de cartografía en ICS Telecom................................................ 80
Figura 36. Obtención de cartografía en ICS Telecom................................................ 80
Figura 37. Diagrama de cobertura. ............................................................................. 81
Figura 38. BTS-CNT. ................................................................................................. 82
Figura 39. Línea de vista desde BTS-CNT. ............................................................... 82
Figura 40. Cobertura de la BTS-CNT ....................................................................... 83
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Resoluciones para operar CDMA-450 en algunos países de América ....... 12
Tabla 2: CDMA-450 en Argentina ............................................................................ 13
Tabla 3: CDMA-450 en Brasil ................................................................................... 13
Tabla 4: CDMA-450 en Perú ..................................................................................... 14
Tabla 5: CDMA-450 en Bolivia ................................................................................. 14
Tabla 6: CDMA-450 en Venezuela............................................................................ 15
Tabla 7: Estándares de la tecnología CDMA ............................................................. 18
Tabla 8: Comparación de velocidades entre CDMA2000 1xEV-DO Y
CDMA20001xEV-DV ........................................................................................ 20
Tabla 9: Canalización de la Banda 450 ...................................................................... 22
Tabla 10 Características de la tecnología CDMA-450 .............................................. 23
Tabla 11: Fortalezas entre CDMA y la frecuencia de 450 ......................................... 24
Tabla 12: Datos geográficos de la parroquia de Yaruquí ........................................... 30
Tabla 13: Datos geográficos de la parroquia de Ascázubi ......................................... 31
Tabla 14: Datos geográficos de la parroquia de Santa Rosa de Cusubamba ............. 32
Tabla 15: Situación actual de la tecnología a 9800 .................................................... 40
Tabla 16: Coordenadas geográficas para la posible ubicación de BTS ..................... 44
Tabla 17: Estimación de Abonados para el año 2015 ................................................ 47
Tabla 18: Estimación de la demanda futura de abonados para el año 2020 .............. 49
Tabla 19: Estimación de tráfico de una red CDMA-450 en zonas rurales................. 50
Tabla 20: Distancia entre las localidades a cubrir con CDMA-450........................... 53
Tabla 21: Coordenadas geográficas para la posible ubicación de BTS ..................... 54
Tabla 22: Datos de la BTS3606 ................................................................................. 70
Tabla 23: Especificaciones de la BTS3606 ................................................................ 71
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1: Proyección de Nuevos Abonados........................................................... 48
Ecuación 2: Tráfico de llamadas ................................................................................ 49
Ecuación 3: Cálculo del número de BTS ................................................................... 53
Ecuación 4: Sistema PDH .......................................................................................... 57
Ecuación 5: Variación de Frecuencia de Tributarios ................................................. 57
Ecuación 6: Variación de Frecuencia de Multiplexador ............................................ 57
Ecuación 7: Frecuencia de Multiplexador ................................................................. 57
Ecuación 8: Pérdida Básica de Propagación .............................................................. 65
Ecuación 9: Factor de Corrección .............................................................................. 65
Ecuación 10: Pérdidas de Propagación en áreas Suburbanas..................................... 66
Ecuación 11: Pérdidas de Propagación en áreas Rurales ........................................... 66
Ecuación 12: Factor de Corrección de Alturas .......................................................... 66
Ecuación 13: Link Budget Ascendente ...................................................................... 73
Ecuación 14: Link Budget Descendente .................................................................... 74
Ecuación 15: Cálculo del Throughput........................................................................ 75
RESUMEN
El avance vertiginoso de la tecnología y las comunicaciones ha llevado a los
necesidad de atender a nuevos usuarios es fundamental en materia de
desarrollo social de un país. En el mercado se ofrecen innumerables
tecnologías para llegar a zonas geográficamente distantes de zonas de
coberturas de acceso a la red. La plataforma CDMA es una de aquellas que
por medio de una autorización o licenciamiento, una empresa proveedora de
servicios de telecomunicaciones, está en la capacidad de usarla para proveer
dichos servicios de acceso a voz y datos en zonas rurales donde se ameriten
instalarla.
Existen zonas en el Ecuador que hasta la presente carecen de servicios de
telecomunicaciones que les permita estar comunicados entre sus habitantes y
el mundo. Es el caso particular de las zonas rurales de Yaruquí, Ascázubi y
Santa Rosa de Cusubamba donde el difícil acceso con medios tradicionales de
comunicaciones tales como el cobre. Esto ha convertido a estos lugares
geográficamente distantes en zonas parcialmente cubiertas con tecnologías
obsoletas.
La CNT-EP es el organismo público encargado de proveer a los ciudadanos
servicios de telecomunicaciones eficaces que permitan interconectar a todos
sus los ciudadanos y acercarlos al mundo, de ahí la necesidad de atender a
zonas geográficamente distantes y carentes de dichos servicios.
Este proyecto servirá de modelo para que zonas rurales del país cuenten con
una mejor plataforma de comunicaciones como es la CDMA-450 y con ello
más habitantes disfrutarán de servicios de telefonía fija y conexión a internet
de banda ancha de una manera más conveniente y veloz.
El presente trabajo de tesis contempla el diseño de una solución para el
acceso de voz y datos provista por la Corporación Nacional de
Telecomunicaciones CNT -EP utilizando la tecnología CDMA-450 para las
poblaciones rurales de Yaruquí, Ascázubi y Santa Rosa de Cusubamba de la
provincia de Pichincha.
ABSTRACT
The rapid advancement of technology and communications has led to humans
being increasingly reported globally, so the need to accommodate new users
is critical for social development of a country. In the market many
technologies are available to reach geographically distant areas of coverage
areas network access. The CDMA platform is one of those through a
licensing or authorization, a provider of telecommunications services, is the
ability to use these services to provide voice and data access in rural areas
where warranted installation.
There are areas in Ecuador until the present lack of telecommunications
services that enable them to be interconnected world and its inhabitants. This
is particularly the case in rural areas Yaruquí, Ascázubi and Santa Rosa de
Cusubamba where difficult access to traditional means of communications
such as copper. This has made these geographically distant locations in areas
partially covered with obsolete technologies.
The CNT-EP is the public agency responsible for providing services to
citizens effective telecommunications to interconnect all its citizens and bring
them to the world, hence the need to address geographically distant areas
without such services.
This project will serve as a model for rural areas of the country have better
communications platform such as the CDMA-450 and therefore more people
enjoy fixed telephony and internet broadband a more convenient and fast.
This thesis project involves the design of a solution for voice and data access
provided by the National Telecommunications Corporation CNT-EP-450
using CDMA technology for rural populations Yaruquí, Ascázubi and Santa
Rosa de Cusubamba province Pichincha.
1
INTRODUCCIÓN
La Constitución de la República del Ecuador, en el Capítulo de los Derechos
del Buen Vivir, establece como un derecho primordial de los ciudadanos
ecuatorianos a una comunicación libre, intercultural, incluyente, diversa y
participativa; con acceso universal a las tecnologías de información y
comunicación; así como al acceso y uso de todas las formas de comunicación
visual, auditiva, sensorial y a otras que permitan la inclusión de personas con
discapacidad.
La Ley Especial de Telecomunicaciones en concordancia con la Constitución
estipula que el Plan de Desarrollo de las Telecomunicaciones tiene como
finalidad dotar al país de un sistema de telecomunicaciones capaz de
satisfacer las necesidades de desarrollo, para establecer sistemas de
comunicaciones eficientes, económicas y seguras; y, como derecho al servicio
a todas las personas naturales o jurídicas, ecuatorianas o extranjeras, a utilizar
los servicios públicos de telecomunicaciones condicionado a las normas
establecidas en los reglamentos y al pago de las tasas y tarifas respectivas.
El Plan Nacional de Desarrollo de las Telecomunicaciones por su parte,
determina que para lograr lo indicado, el Gobierno Nacional establecerá un
gran backbone de internet nacional que cubra todo el país, conformado por
grandes nodos de información y enrutamiento, y de verdaderos medios de
transporte en calidad de autopistas de información, que soporten a nivel
nacional las plataformas especializadas de todas y cada una de las actividades
y aplicaciones señaladas; además como objetivo primordial será la nueva
conceptualización en las prestación de los servicios de telecomunicaciones en
la que se introducirá la convergencia tecnológica de los servicios de
telecomunicaciones como la universalización del Internet para beneficiar a los
usuarios con aplicaciones de datos (transmisión de datos), voz (telefonía IP),
video, televisión por IP (IPTV) y demás servicios agregados sobre Internet,
eliminando todo tipo de discriminación ofreciendo servicios sin restringir la
competencia.
2
El proyecto denominado “Estrategia Ecuador Digital 2.0” que lleva a cabo el
Ministerio de Telecomunicaciones, tiene entre sus metas claves, lograr que el
50% de la población tenga acceso a banda ancha en 4 años y que llegue al
70% para el 2016
El Plan Nacional de Acceso Universal y Alistamiento Digital,
busca promover el acceso a las TICS por parte de todos los ciudadanos, sobre
todo al Internet, incluyendo a educadores, profesionales de la salud,
funcionarios públicos, etc., a través de programas de alfabetización digital.
En este proyecto se busca dar una solución tecnológica definitiva para dar
cobertura de voz y datos en las zonas rurales mediante el levantamiento de la
demanda de usuarios y su problemática para acceder a los servicios de voz y
datos, tomando en cuenta las condiciones de limitaciones geográficas que
existen en la zona.
Se muestra los conceptos generales de una red de acceso, describiendo los
sistemas de comunicaciones rurales, las centrales telefónicas, los sistemas de
transmisión y las tecnologías de acceso inalámbrico para zonas rurales.
También se expone datos para el análisis de la red de acceso inalámbrica, el
procedimiento para el análisis de datos realizando un estudio de tráfico,
cálculos de coberturas y las definiciones operativas y se muestra la propuesta
del diseño de la red.
Finalmente se describe el diseño de la red de acceso en sí, analizando
diversos factores como son: cálculo del radio de cobertura de la estación base,
cálculo del link Budget, cálculo del número de canales, el cálculo del enlace
entre la estación base y la central de conmutación, infraestructura a utilizar,
costo del proyecto y su viabilidad.
Este proyecto propone una solución definitiva para cubrir los requerimientos
de comunicaciones de las zonas a intervenir, mediante la aplicación de la
tecnología CDMA en la banda de los 450 MHz, pertinente para proveer y
cubrir necesidades de acceso al internet y voz en zonas rurales
exclusivamente.
3
La frecuencia de los 450 está dentro de una banda libre, lo que hace que este
tipo de tecnología de comunicaciones sea óptima y al contar con la
autorización por parte del gobierno, la Corporación Nacional de
Telecomunicaciones está en capacidad para brindar esta clase de servicios de
comunicaciones en zonas rurales únicamente.
Es importante resaltar que el radio de cobertura generada por esta tecnología
permite lograr un mayor alcance a comparación de otras tecnologías que
inclusive funcionan a frecuencias mayores, lo cual le da una supremacía en la
optimización en equipos, estaciones y el uso del espectro.
Las zonas rurales del presente proyecto hasta la presente no cuentan con
servicio de voz ni datos fija por lo tanto es de suma importancia el diseño de
una solución utilizando esta tecnología para que estas zonas tengan una gran
cobertura unidas a la red de la Corporación Nacional de Telecomunicaciones.
Este diseño pretende que futuros abonados cuenten con los servicios de voz y
datos con mayor flexibilidad y a un costo inferior al que vienen de pagar por
utilizar los servicios de telefonía móvil provista por otras operadoras.
4
CAPÍTULO 1
FUNDAMENTO TEÓRICO
En el primer capítulo, se aborda conceptos teóricos generales acerca de la
tecnología que se trata en el presente trabajo. También se hace un análisis
desde los inicios hasta la situación actual de la tecnología CDMA-450, tanto
en el Ecuador, como en el mundo con tablas comparativas que explique las
características de cada una de estas tecnologías.
CDMA (Code Division Multiple Access o Acceso Múltiple por División de
Código), es un término genérico para métodos de multiplicación o control de
acceso al medio basado en la tecnología de espectro ensanchado, que permite
que múltiples usuarios ocupar en un mismo canal o espectro de frecuencia al
mismo tiempo.
Esta tecnología es utilizada en innumerables países alrededor del mundo por
su eficacia en soluciones de comunicaciones inalámbricas.
1.1 Resumen histórico del despliegue tecnológico celular
En el año de 1973, en EE.UU., Martín Cooper, de la empresa Motorola, da a
luz el primer teléfono móvil denominado Dyna-Trac, razón por la cual es
considerado como "El padre de la telefonía celular”.
En el año de 1979, aparecen en Tokio-Japón, los primeros sistemas
comerciales de la compañía NTT (Nippon Telegraph and Telephone
Corporation).
La FCC (Federal Communication Commission ) de EE.UU. en 1982, aprobó
el lanzamiento del primer sistema móvil comercial por parte de la Empresa
Ameritech.
La telefonía móvil, a partir de estos acontecimientos y durante el transcurso de
este tiempo se dividió en varias generaciones, a saber:
5
1.1.1 Primera Generación (1G)
Se basó en FDMA (Frequency Division Multiple Access), se caracterizó por
ser analógica y exclusivamente para voz; la tecnología predominante de esta
generación fue AMPS (Advanced Mobile Phone System) usada
principalmente en los Estados Unidos.
1.1.2 Segunda Generación (2G).
No fue un estándar o un protocolo en sí, más bien fue una forma de marcar
el cambio de la comunicación móvil analógica a digital con la incorporación
de TDMA (Time Division Múltiple Access). Esta tecnología arribó alrededor
de 1990 y su desarrollo derivó de la necesidad de manejar un mayor número
de llamadas en prácticamente los mismos espectros de frecuencia. Las
tecnologías predominantes fueron: GSM (Global System por Mobile
Communications), IS-136 conocido como TIA/EIA136 o ANSI-136, CDMA
(Code Division Multiple Access) y PDC (Personal Digital Communications),
éste último utilizado en Japón. En Estados Unidos y otros países; a la 2G se la
conoce también como PCS (Personal Communication Services).
1.1.3 Tercera Generación(3G)
Los sistemas de comunicaciones móviles 3G se caracterizan por la
convergencia de voz y datos con acceso a Internet; es decir, es apta para
aplicaciones multimedia y altas tasas de transmisión de datos.
En este estándar básicamente es la mejora lineal de los sistemas 2G al igual
que sus evoluciones intermedias, está basado en una infraestructura de
backbone paralela, consistente por un lado en nodos de conmutación de
circuitos y por otro, en nodos de conmutación de paquetes (Circuit-Switched
and Packet-Switched Domains).
6
En la figura 1, se observa en forma gráfica los inicios de la telefonía móvil
hasta la tercera generación que es con la que opera la tecnología CDMA-450.
Evolución de las comunicaciones móviles
Figura 1. Evolución de las comunicaciones móviles Fuente: Principios CDMA2000 CNT,
página 4, HUAWUEI ECHNOLOGIES CO., LTD
En la figura 2, se presenta detalladamente la evolución que tuvo la tecnología
celular desde la segunda, hasta despuntarse a la tecnología móvil actual, la
(4G) y LTE que es con la que se cuenta en estos días.
7
Evolución de las tecnologías celulares
Figura 2. Evolución de las tecnologías celulares. Fuente: http://es.slideshare.net
La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) definió las demandas
de las REDES3G bajo el estándar IMT-2000, sistema que se desarrolló
principalmente bajo las tecnologías UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System) usando WCDMA como sucesora 3G de GSM.
Los primeros ensayos comerciales de CDMA450 comenzaron en 1999,
representando una gran oportunidad para los operadores móviles de 450 MHz
en los países Nórdicos y del Este Europeo. Desde entonces, la tecnología
CDMA450 se ha ido expandiendo hasta convertirse en un vehículo de
desarrollo para muchas otras regiones del globo. Básicamente, CDMA es un
sistema de radio digital que transmite un flujo de bits y que permite compartir
el ancho de banda entre varios usuarios. La capacidad del sistema queda
limitada por la posibilidad de distinguir una secuencia PN entre otras, que
actúan como fuente de ruido.
La Recomendación de CITEL (CCP.II/REC. 10) para el Uso de las Bandas de
410-430 MHz y 450-470 MHz en la provisión de servicio fijo o móvil,
especialmente para áreas de baja densidad demográfica, establece el interés
en la región para el aprovechamiento de estas bandas.
8
1.2 Descripción de la Tecnología CDMA-450
La UIT en su portal titulado: “Reformular el acceso universal”, señala que la
tecnología CDMA-450 ofrece una solución tecnológica móvil para proveer el
acceso universal. Como parte de programas de acceso universal de la UIT, un
sin número de países han implementado esta alternativa tecnológica para
brindar nuevos servicios de comunicaciones en zonas de difícil acceso y que
lo amerite.
En sistemas de radio existen dos recursos, frecuencia y tiempo. La división
por frecuencia de modo que cada par de comunicadores se asigna una parte
del espectro para todo el tiempo, resulta en acceso múltiple por división de
frecuencia (FDMA). División por el tiempo de modo que se asigna a cada par
de comunicadores de todo (o al menos una gran parte) del espectro para una
parte de los resultados de tiempo de Time Division Multiple Access (TDMA).
En Code Division Multiple Access (CDMA), todo comunicador se le asigna
la totalidad del espectro de toda la hora. CDMA utiliza códigos para
identificar las conexiones.
En la figura 3, se observa las tres técnicas de acceso con sus características
que se utiliza en radiocomunicaciones.
9
Métodos de acceso para radiocomunicaciones
Figura 3. Métodos de acceso Fuente: 1 Principios CDMA2000 CNT, página 5,
HUAWUEI TECHNOLOGIES CO., LTD
CDMA nace a partir de la tecnología 3G como se observa en la figura 4, en la
que se muestra la evolución y la interacción de las diferentes tecnologías de
radio que se utilizan para comunicaciones inalámbricas.
Evolución global de la Tecnología 3G
Figura 4. Evolución global de la Tecnología 3G Fuente: http://telefonicosrd.blogspot.com/
10
El desarrollo de la tecnología CDMA tiene su origen en la necesidad de
reemplazar tecnología analógica utilizada para servicios de telefonía móvil
terrestre ya que a su eficiencia espectral, capacidad de voz y datos a altas
velocidades, la convierten en una tecnología atractiva para usuarios y
operadores.
El espectro ensanchado es una de las técnicas de modulación utilizada para la
transmisión de datos digitales e igualmente utilizada para radiofrecuencia que
se basa en hacer un esparcido de una señal a transmitir a lo largo de una
banda muy ancha de frecuencias. Una propiedad de este tipo de espectro, es
que una vez ensanchado puede coexistir con señales de banda estrecha, las
cuales sólo se verían afectadas por un pequeño incremento en el ruido.
1.3 El Despliegue tecnológico CDMA 450
La tecnología CDMA-450 se ha incorporado con mucha facilidad en
innumerables países de la región para dar soporte de telefonía fija y datos
gracias a su fácil implementación y versatilidad para dar soluciones a corto
plazo en comunicaciones inalámbricas a largas distancias. Por esto su gran
éxito a nivel mundial le abierto las puertas en diferentes países.
1.4 Despliegue de CDMA 450 en el mundo
En el mundo se cuenta con alrededor de 103 operadores en más de 60 países
que se encuentran implementado servicios de CDMA-450 para atender zonas
que aún no han sido cubiertas por su difícil acceso o compleja instalación.
Esto conecta día a día a cientos de miles de personas al en el mundo.
En artículo [1] señala:
“Tanto la Asociación Internacional 450 (IA450 por sus siglas en inglés),
como el CDMA Development Group (CDG) han trabajado diligentemente
para promover el uso de CDMA2000 en la banda de 450 MHz alrededor del
mundo, apoyando la adopción de estándares industriales, la amplia
disponibilidad de dispositivos y la armonización de espectro para avanzar en
11
los despliegues de CDMA450. La aprobación del uso de la banda de 450-470
MHz para servicios de 3G IMT-2000, por parte de la Conferencia Mundial de
Radiocomunicaciones 2007 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones
(UIT), fue uno de los hitos más importantes en este proceso. Ahora, el foco
está puesto en acelerar la adopción de CDMA450 para servicios accesibles de
telefonía y banda ancha, tanto en mercados emergentes como en países
desarrollados.”.
1.5 Despliegue tecnológico CDMA 450 en América Latina
La V Reunión del Comité Consultivo Permanente II de la CITEL, realizada
en la ciudad de Guatemala, del 26 al 29 de abril de 2005, expidió la
Recomendación CCP.II/Rec. 10 (V-05) “Uso de las Bandas de 410-430 MHz
y 450-470 MHz, para los Servicios Fijos y Móviles para Comunicaciones
Digitales en Áreas de Densidad Demográfica Baja”, considerando entre otros
aspectos que en las Américas es urgente el cumplimiento de los objetivos
fundamentales del Servicio Universal, especialmente en las áreas rurales y de
densidad demográfica baja; que las tecnologías inalámbricas representan una
oportunidad para realizar mejoras en las comunicaciones, dado que los costos
son relativamente independientes de la distancia y de la densidad de
abonados; que existen ventajas de propagación significativas en la utilización
de las bandas de frecuencias de 410-430 MHz y 450-470 MHz; que, en la
Región 2, las bandas de 410-430 MHz y 450-470 MHz se encuentran
actualmente atribuidas a muchos servicios que incluyen, en particular, la
investigación espacial, fijos, móviles, móviles satelitales y de
radiolocalización; y, reconociendo : que el uso específico de las bandas de
410-430 MHz y 450-470 MHz puede variar en las Américas y, por lo tanto,
en algunos países podría ser más sencillo implementar nuevas aplicaciones,
mientras que en otros podría ser más difícil o indeseable; que las bandas de
410-430 MHz y 450-470 MHz presentan importantes características de
propagación, que podrían mejorar el acceso a las ubicaciones remotas y a las
áreas rurales con poca densidad de población, las cuales podrían beneficiarse
de servicios similares a aquellos que se ofrecen en áreas urbanas; que existe la
12
oportunidad de beneficiarse de la convergencia tecnológica y móvil fija al
introducirse nuevos sistemas en estas bandas cuando se ofrecen servicios;
RECOMIENDA: Que en los países de las Américas en donde exista la
necesidad de provisión de servicios en las áreas citadas, se considere el uso de
las bandas de 410-430 MHz y/o 450-470 MHz teniendo en cuenta el proceso
reglamentario de cada Administración, incentivando de esta manera a
reasignar las frecuencias de 450 MHz, mediante otorgamiento de licencias a
nuevos operadores que brinden servicios en áreas rurales de baja población.
A continuación en la tabla 1, se detalla las concesiones que se tiene en
algunos de los países de América Latina donde opera la tecnología CDMA-
450
Tabla 1: Resoluciones para operar CDMA-450 en algunos países de América
Resoluciones para operar CDMA-450 en algunos países de América Latina
País Resolución
Argentina SECOM Resolución 161 de 2005 (Sub Banda-A).
Bolivia Resolución Suprema 223768 del 4 de Agosto de 2005 (Sub
Banda-A).
Ecuador CONATEL Resolución 241-07-CONATEL-2006 31 marzo de
2006
Perú MTC Resolución 268 del 2005 (Sub Banda-A).
Venezuela CONATEL Resolución Administrativa 888 el 20 de Diciembre
de 2006 (Sub Banda-A)
Nota. ( http://repositorio.uasb.edu.ec/bitstream/10644/1076/1/T0807-MDGT-
Uribe-Uso%20de%20la%20banda%20450%20MHz.pdf , pág.47).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
La tabla 2, presenta las empresas que operan con tecnología CDMA-450 en
las zonas rurales de Argentina, donde una gran población accede a esta
solución.
13
Tabla 2: CDMA-450 en Argentina
CDMA-450 en Argentina
Argentina:
Lugar Población Operadora
Calafate
El Chalten
6500
300
COTECAL
(Cooperativa
Telefónica de
Calafate)
Villa Gesell, Pinamar,
Mar de las Pampas, Mar
Azul, General
Madariaga.
60000
Cooperativa
Telefónica de
Villa Gesell
Áreas rurales de Buenos
Aires
50000 ALVIS S.A.
BANTEL S.A.
Entre Ríos 2000 BANTEL S.A.
Neuquén
Río Negro
Santa Fe
San Luis
800
650
1000
700
Cooperativa de
Centenario
LTDA.
BANTEL S.A.
Cooperativa
Telefónica de
Merlo LTDA.
Nota. ( http://www.cdg.org/news/events, pág. 7).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
La tabla 3, presenta la situación de Brasil donde no se ejecutó la
implementación de esta tecnología por motivos descritos a continuación.
Tabla 3: CDMA-450 en Brasil
CDMA-450 en Brasil
Brasil:
La Agencia Nacional de Telecomunicaciones-ANATEL de
Brasil, conjuntamente con LUCENT, en el año 2004, ya se
encontraba realizando pruebas de la Tecnología; sin embargo,
en el 2005 luego de la recomendación de la CITEL, decide que
no otorgaría espectro en el rango de 450-470 MHz, en canales
de 1.25 MHz para la telefonía celular, en vista de que contaba
con sistemas diversos de comunicaciones mediante tecnologías
como el TRUNKING, RADIO TAXI, ENLACES PUNTO A
PUNTO
Nota. ( http://www.cdg.org/news/events, pág. 7).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
14
Mediante la tabla 4, se observa que en Perú si se implementó esta tecnología
pero no con una gran acogida por tener poco número de abonados.
Tabla 4: CDMA-450 en Perú
CDMA-450 en Perú
Perú:
Lugar Población Operadora
Callahuanca 2405 TELMEX
VALTRON
El Gobierno peruano, con el afán de desarrollar las
telecomunicaciones en áreas rurales, creo un Fondo de
Inversión para Telecomunicaciones, administrado por OSIPEL
Organismo Regulador de las Telecomunicaciones del Perú.
Nota. ( http://www.cdg.org/news/events, pág. 7).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
La situación en Bolivia es muy parecida a la de Brasil, donde, luego de varias
pruebas para la implementación de esta tecnología no pudo tener éxito como
se observa en la tabla 5.
Tabla 5: CDMA-450 en Bolivia
CDMA-450 en Bolivia
Bolivia:
Durante el primer semestre del año 2006 se realizó un concurso
público para la adjudicación de licencias en 450 MHz.
Resultando como adjudicataria STAR TEL, adjudicación que
no prosperó, toda vez que el Gobierno Boliviano decidió
cancelar el concurso alegando que los términos de la norma de
adjudicación debían ser cambiados.
Se procedió a realizar negociaciones entre la SITTEL y el
Ministerio de Comunicaciones, sin tener claro el futuro para
CDMA450 en este estado.
Nota. ( http://www.cdg.org/news/events, pág. 7).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
En Venezuela, solo se observa en la tabla 6, una sola empresa es la encargada
de satisfacer las necesidades de comunicaciones con tecnología CDMA-450 a
un gran número de abonados.
15
Tabla 6: CDMA-450 en Venezuela
CDMA-450 en Venezuela
Venezuela:
Radiobases Población Operadora
36 850000 CVG
TELECOM
Para utilizar espectro con CDMA450 en áreas rurales y
suburbanas donde la población sea superior a 20.000
habitantes.
Nota. ( http://www.cdg.org/news/events, pág. 7).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
1.6 El despliegue tecnológico CDMA 450 en Ecuador
La Secretaría Nacional de Telecomunicaciones, en junio del 2007 remitió
para conocimiento y aprobación por parte del CONATEL, el Plan Nacional
de Desarrollo de las Telecomunicaciones 2007 – 2012, señalando dentro de
los Objetivos Estratégicos, como Objetivo 1. El Acceso y Servicio Universal,
a través del FODETEL, para las zonas rurales y urbanas marginales, por
considerar que el acceso a las telecomunicaciones es un derecho básico de
todos los ciudadanos. Plan que es aprobado por el Consejo Nacional de
Telecomunicaciones, mediante Resolución 394-22-CONATEL-2007 del 7 de
agosto del 2007.
Con estos antecedentes, el Consejo Nacional de Telecomunicaciones,
considerando que la función del Estado es incentivar el desarrollo del país,
facilitando el acceso a los distintos servicios de telecomunicaciones. En dicho
informe se solicitó que el Consejo Nacional de Telecomunicaciones, analice
la posibilidad de liberar los rangos de frecuencias indicados en la Resolución
005-02-CONATEL-2008 de 7 de febrero de 2008, a nivel nacional, siempre y
cuando exista posibilidad de reasignación de frecuencias. De esta forma,
mediante Resolución 331-C-CONATEL-2008 de 23 de junio de 2008,
resolvió emprender en las acciones necesarias para liberar una parte de la sub
banda A de CDMA 450, comprendida en los rangos 454,400-457,475 MHz y
464,400-467,475 MHz, en las provincias en las que se tenga un número
menor o igual a diez (10) concesiones de frecuencias en dichos rangos. Con
esta Resolución se permitió la implementación de sistemas orientados a
16
brindar servicios de telecomunicaciones fijos inalámbricos en áreas rurales,
viabilizando el uso de la tecnología CDMA 450 en el Ecuador.
De esta manera, las diez provincias que formaban parte de dicha liberación de
frecuencias fueron: Chimborazo, Napo, Carchi, Pastaza, Loja, Zamora
Chinchipe, Morona Santiago y Galápagos.
Sin embargo, luego del análisis respectivo, la Secretaría Nacional de
Telecomunicaciones remitió al Consejo Nacional de Telecomunicaciones un
informe técnico y jurídico en cuanto al uso de la sub-banda A de CDMA 450,
para proyectos de interés social.
1.7 Concesiones CDMA 450 en Ecuador
La Empresa PACIFICTEL S.A., previa solicitud al Consejo Nacional de
Telecomunicaciones-CONATEL, mediante Resolución 313-11-CONATEL-
2008 de 12 de junio de 2008, resolvió autorizar a la Secretaría Nacional de
Telecomunicaciones que suscriba el contrato de concesión de uso de
frecuencias a favor de PACIFICTEL S.A., la concesión incluyó los bloques
de frecuencias 454,400 – 457,475 (Tx) y 464,400 – 467,475 (Rx), en las
provincias de Azuay, Cañar, Loja, Morona Santiago y Zamora Chinchipe.
La Empresa ANDINATEL S.A., previa solicitud al Consejo Nacional de
Telecomunicaciones-CONATEL, mediante Resolución 349-16-CONATEL-
2008 de 31 de julio de 2008, resolvió autorizar a la Secretaría Nacional de
Telecomunicaciones que suscriba el contrato de concesión de uso de
frecuencias a favor de ANDINATEL S.A., la concesión incluyó los bloques
de frecuencias 454,400 – 457,475 (Tx) y 464,400 – 467,475 (Rx), en las
provincias de Bolívar, Carchi, Chimborazo, Imbabura, Napo, Orellana,
Sucumbíos y Pastaza.
Al producirse la fusión de estas dos Sociedades Anónimas y la Corporación
Nacional de Telecomunicaciones S.A., se da paso a la creación de la
Corporación Nacional de Telecomunicaciones CNT EP, como Empresa del
17
Estado, creación que se produce por Decreto Ejecutivo No. 218 de 14 de
enero del 2010, publicado en el Reg. Oficial No. 122 de 3 de febrero del
2010, con el cual se le otorga a la CNT EP. , la facultad de explotar los
servicios de telecomunicaciones sean estos finales, portadores, de voz,
imagen, datos, video, servicios de valor agregado, convergentes y
multimedia; y, los que se creen a futuro y sean derivados de estos servicios,
todo esto dentro de los objetivos del Plan de Telecomunicaciones del
Ecuador; también hay que destacar que la CNT EP, procede a tomar control
del Operador de Telefonía Celular “Alegro”, administrada por la
concesionaria TELECSA, con una red celular propia que ya utilizaba
Tecnología CDMA pero con una principal desventaja, la de competir con
Operadores GSM en el mercado masivo.
La Corporación Nacional de Telecomunicaciones - CNT, como Operador del
Estado Ecuatoriano, durante el año 2010, desarrollo el proyecto de entrega de
50.000 líneas telefónicas con tecnología CDMA-450 en mil poblaciones
rurales de las provincias de Azuay, Cañar, Loja, Morona Santiago, Zamora
Chinchipe, Manabí, Galápagos, Bolívar, Imbabura, Carchi, Chimborazo,
Napo, Pastaza y Sucumbíos. En la primera fase, el operador entregó 20.000
líneas y 1.000 puertos de Internet en unas 250 localidades, con una inversión
de seis millones de dólares para la instalación de 27 radios bases. En la
segunda etapa, que se encuentra en desarrollo, se han comprometido nueve
millones de dólares y ya se han instalado 45 celdas, con lo cual se hablaría de
una instalación total de 72 radio bases en todo el territorio nacional; se
encuentran entregadas más de diez mil líneas en las provincias de Carchi,
Imbabura, Sucumbíos, Napo, Pastaza y Galápagos, dentro de esta segunda
etapa. Según datos proporcionados por la Corporación, aspiran entregar más
de diecisiete mil líneas en Chimborazo y Manabí, de esta manera se cree que
superarían mucho más de la mitad del total de líneas establecidas en el
proyecto.
El Consejo Nacional de Telecomunicaciones CONATEL, mediante
Resolución TEL 885-23-CONATEL-20011 de 1 de junio del 2001, ante el
18
requerimiento de la CNT-EP. Concede la autorización de los rangos de
frecuencias 452.500-454.400 MHz y 462.500-464.400 MHz, y autoriza la
operación en toda la banda A-A’ de CDMA450
Por lo anotado, se puede evidenciar que la Tecnología CDMA está
posicionada como una tecnología de gran valor para las zonas urbanas y
rurales con poblaciones desatendidas, muchos fabricantes entre los que se
puede anotar ALCATEL, considera a esta Tecnología como de largo plazo
para los mercados establecidos y emergentes, pero también como un “activo
crítico” para los Operadores, por su cobertura extendida y soporte de
cobertura, así como estabilidad para ofertar datos a una alta velocidad que
vaya combinada con voz, a bajo costo y alta capacidad.
1.8 Estándares CDMA2000
CDMA2000 es una marca registrada de la Telecommunications Industria
Association (TIA). Los estándares de CDMA son interfaces aprobadas por
la ITU IMT-2000, siendo este el sucesor de la 2G CDMA, IS-95 (cdmaOne).
IS-95 conocido como cdmaOne, es un estándar de segunda generación,
diseñado para transmitir voz, señalización de llamadas y datos en forma
limitada.
A diferencia de otros estándares de segunda generación (como GSM), CDMA
ONE emplea el método de multiplexación CDMA por el que todas las
estaciones transmiten en la misma banda de frecuencias.
En la tabla 7, se observa las características de los estándares de la tecnología
CDMA.
Tabla 7: Estándares de la tecnología CDMA
Estándares de la tecnología CDMA
Estándar Términos Descripción Canal
19
CDMA2000 1x 1x, 1xRTT, IS-
2000, CDMA2000
1X, 1X,
y cdma2000
Núcleo del estándar
CDMA2000 es usada
para identificar la
versión de esta
tecnología. Esta casi
duplica la capacidad de
voz sobre las redes IS-
95.
1,25-
MHz
CDMA2000 3x 3x, CDMA2000
3x
Utiliza un par de
canales para alcanzar
mayores velocidades de
datos. La versión 3x de
CDMA2000 es algunas
veces referidas como
Multi-Carrier o MC. La
versión 3x de
CDMA2000 no ha sido
implementada y no está
en desarrollo
actualmente.
3x
1,25 MHz
= 3,75-
MHz
CDMA2000 1xEV-
DO
1xEV-DO, EV-
DO, EVDO, o
sólo DO
1x Evolution-Data
Optimized, evolución
de CDMA2000 con una
alta velocidad de datos
[High Data Rate
(HDR)] y donde el
forward link es
multiplexado mediante
división de tiempo. Este
estándar de interfaz 3G
ha sido denominada IS-
856.
3 x 1.25
MHz
Nota. ( http://www.upv.es/satelite).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
En la tabla 8, se observa que las dos tecnologías de CDMA Ev tanto de
Data/Optimized y Data Voice son de similares características.
20
Tabla 8: Comparación de velocidades entre CDMA2000 1xEV-DO Y
CDMA2000 1xEV-DV
Comparación de velocidades entre CDMA2000 1xEV-DO Y CDMA2000
1xEV-DV
Velocidad de
datos en el enlace
de bajada
(forward link)
Velocidad de
datos en el enlace
de subida (reverse
link)
Descripción
CDMA2000
1xEV-DO (1x
Evolution-
Data/Optimized)
3,1 Mbit/s 1,8 Mbit/s Dedicado a
transportar
paquetes de datos
de alta velocidad.
CDMA2000
1xEV-DV (1x
Evolution-
Data/Voice)
3,1 Mbit/s 1,8 Mbit/s Puede soportar
una operación
concurrente con
los usuarios de
voz 1x, usuarios
de datos 1x y
usuarios de datos
de alta velocidad
1xEV-DV en el
mismo canal de
radio.
Nota. ( http://catarina.udlap.mx/, pág. 9).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
1.8.1 Codificación (TX) y Decodificación (RX) de la señal CDMA
Para la transmitir una señal CDMA, se necesita cumplir con los siguientes
pasos distribuidos lógicamente como se observa en la figura 5.
21
Generación de una señal CDMA
Figura 5. Generación de una señal CDMA Fuente: Andrés Peñaherrera T.
Como se puede observar en la figura 5, se tiene cinco pasos para generar una
señal CDMA:
1. conversión analógica-digital
2. comprensión de voz
3. codificación e interpolación
4. canalización
5. conversión digital a Radio Frecuencia
En la figura 6, se observa el proceso inverso para la generación de voz de la
tecnología CDMA
Generación inversa para la obtención de voz
Figura 6. Generación inversa para la obtención de voz Fuente: Andrés Peñaherrera T.
22
Los pasos para la generación de voz en la tecnología CDMA enlistados de la
siguiente manera:
1. conversión de la señal de Radio Frecuencia a señal digital.
2. Des-canalización
3. Des-interpolación y decodificación
4. Descomprensión de voz.
5. Conversión digital-analógica
1.8.2 Canales de Codificación utilizados en CDMA y Canales de enlace
En la siguiente tabla, se puede observar los diferentes tipos de canales de
codificación y enlace en MHz para la tecnología CDMA.
Tabla 9: Canalización de la Banda 450
Canalización de la Banda 450
Block
Designator
CDMA
Channel
Validity
CDMA
Channel
Number
Transmit Frecuency Band
Mobile Station Base Station
A(4.5MHz) Cond.
Valid
121-300 453000-457475 463000-467475
A*(0.5MHz) Not.
Valid
101-120 452000-452975 462500-462975
B (4.5MHz) Valid 106-235 452625-455850 462625-465850
C (4.8 MHz) Valid 26-168 450625-454175 460625-464175
Nota. (Principios CDMA2000 CNT, página 9, HUAWUEI
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.TECHNOLOGIES CO., LTD).
23
1.9 Características, ventajas e inconvenientes de la tecnología CDMA-450
Como todo sistema tecnológico siempre se cuenta con características únicas y
condiciones favorables que la hacen competitiva y condiciones adversas que
son motivo de estudio para mitigarlas. A continuación, se detallan estos
importantes puntos a tratar.
1.9.1 Características de CDMA
En su versión actual (CDMA2000 1x), puede soportar alrededor de 70
usuarios de voz por estación base con una portadora en cada uno de los
sectores de una celda con 3 sectores, y puede suministrar una tasa pico de
datos de hasta 307.2 kbps en bajada y 153.6 kbps en subida por usuario. La
tasa pico de la versión 3G (CDMA2000 1xEV-DO) es 3Mbps de bajada y
1,8Mbps de subida.
En la tabla 1.10, se detalla las principales características de CDMA-450con su
correspondiente descripción para espectro, portadora y ancho de banda.
Tabla 10 Características de la tecnología CDMA-450
Características de la tecnología CDMA-450
Características
Parámetro Descripción
Reúso de frecuencia 1
Ancho de banda de la portadora 1.25 MHz
Espectro requerido para 3 portadoras 4.5 MHz
Número efectivo de portadoras por
sector
3
Número de canales de voz por sector 84(28 x 3)
Erlang por sector (Grado de servicio de
2%)
60,45 (20,15 x 3)
Erlang por sector/MHz 13,4
Nota. (http://blog.pucp.edu.pe/item/41459).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
24
1.9.2 Ventajas de CDMA
A continuación en la tabla 11, se ha extraído las principales ventajas que
posee la tecnología CDMA frente a la banda de los 450 MHz, lo que en
conjunto las vuelven más competitivas en relación con otras tecnologías
inalámbricas.
Tabla 11: Fortalezas entre CDMA y la frecuencia de 450
Fortalezas entre CDMA y la frecuencia de 450
Ventajas
CDMA 450 MHz
Mejor capacidad y
calidad de voz
frecuencia baja con una gran
propagación
Velocidades de
transmisión de datos
de hasta 153 Kbps
con CDMA2000 1X
y 2.4 Mbps con
CDMA2000 1xEV-
DO
Gran cobertura con pocas estaciones
radio bases
Portadora de 1.25
MHz ideal para una
banda pequeña como
450
Impacto positivo en las inversiones
y en el medio ambiente
Servicios fijos y
móviles –WLL de
baja movilidad
Ideal para las telecomunicaciones
rurales gracias a su gran
propagación ( 40-70 Km)
Nota. ( http://repositorio.uasb.edu.ec/bitstream/10644/, pág. 38).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
1.9.3 Ventajas de CDMA-450
Una de las grandes ventajas que tiene el utilizar la banda de los 450 MHz, es
la excelente propagación que tiene la señal con la utilización de una sola
estación base. Se tiene calculado que sin ningún tipo de obstáculo una
25
estación base CDMA2000 en la banda de los 450 MHz, podría cubrir hasta 70
kilómetros de radio.
En la figura 7, se observa que el radio de cobertura de CDMA- 450 es
superior a otras tecnologías inalámbricas convirtiéndole en una tecnología
competitiva gracias a su poder de propagación.
La propagación, la mayor ventaja de CDMA-450
Figura 7. La propagación, la mayor ventaja de CDMA-450
Fuente: CDMA 2000 and CDMA 450”, Chandler C. & Chairman V. International 450
Association. Diciembre 2003
Otras de las múltiples ventajas con las que cuenta CDMA-450 son:
Su eficiencia espectral y capacidad de voz de excelente calidad y datos de
alta velocidad del CDMA2000, entrega una amplia cobertura gracias a su
banda de frecuencia más baja, requiere solamente una pequeña cantidad
del espectro (1.25 MHz).
CDMA 450 provee un tamaño de celda más grande comparado con los
tamaños de celdas en otras bandas, lo que representa menores costos de
implementación de infraestructura y operación.
CDMA2000 1X tiene una capacidad de voz de hasta 20 Erlangs por
portadora y soporta datos de alta velocidad de hasta 153 Kbps.
26
CDMA2000 1XEV – DO ofrece acceso de banda ancha a 2.4 Mbps y
escalabilidad a servicios de 3G avanzados.
Otra ventaja es el bajo costo en equipos de red, instalación y equipos
finales, lo que brinda la posibilidad de ajustar dicha inversión en forma
simultánea al crecimiento del número de abonados.
La madurez de ésta tecnología la hace muy confiable y asegura una
escalabilidad óptima.
Se adapta en forma ideal a la cobertura rural de base amplia y baja
densidad, debido a la propagación de largo alcance.
1.9.4 Inconvenientes de la tecnología CDMA-450
Es normal encontrarse con algunos problemas o dificultades en las diferentes
tecnologías de comunicación existentes, CDMA-450 como sistema en sí, es
más complejo en comparación con otras tecnologías respecto a receptores,
tanto por su nivel de codificación o códigos y al traspaso entre distintas
bandas de frecuencia.
CDMA-450 sólo puede brindar servicio en zonas rurales o rurales urbanas de
baja densidad demográfica para usuarios corporativos y residenciales más no
en zonas urbanas ya que el uso de esta tecnología provocaría interferencias
con otras frecuencias principalmente de servicios de televisión.
1.10 Seguridad de la Información en la Red CDMA 450
Cuidar y Resguardar la información que se envía y recibe a través de un
medio es pilar fundamental en las comunicaciones es por este motivo se
emplean tecnologías que utilizan datos. La autenticación y encriptación son
dos puntos importantes que se verá a continuación y que garantizan que la
tecnología CDMA -450 es un medio seguro y confidencial a la hora de
transmitir paquetes.
27
1.10.1. Autenticación y Encriptación del Usuario
A continuación, se verá el proceso de Autenticación, primer paso en lo que
respecta a seguridades.
1.10.1.1 Autenticación
Es un proceso que garantiza la identidad de un usuario que pretende ingresar
a un sistema. En CDMA-450 la información es cambiada entre una estación
base y una estación móvil para asegurar la identidad de la estación móvil. La
estación de base posee datos compartidos confidenciales (SSD) que son
únicos en cada estación móvil. Si entre las dos estaciones poseen el mismo
juego de SSD, el procedimiento de autenticación es considerado como
exitoso.
El procedimiento con el nombre de Auth_Signature es usado para llevar a
cabo la autentificación de una estación móvil específica.
Mediante la utilización del procedimiento de Desafío Único se lleva a cabo la
autentificación haciendo que la estación base genere un valor de 24 bits y lo
transmite a la estación móvil en el mensaje de desafío de autentificación. En
la recepción del mensaje, la estación móvil efectúa el procedimiento de
Auth_Signature y un campo de AUTHU es generado, el cual es enviado a la
estación base a través del Mensaje de Respuesta de Desafío de Autenticación.
Si la autenticación falla, los intentos de acceso adicionales por la estación
móvil son negados y el procedimiento de actualizar el SSD es iniciado.
1.10.1.2 Encriptación
Para CDMA el proceso de encriptación se hace de la siguiente manera:
La estación móvil da a la estación base, varios algoritmos de encriptación que
dicha base tiene el criterio para encender o apagar la encriptación de los datos
de señalización o los datos de información de usuario. Los mensajes no son
codificados si la autenticación no es llevada a cabo por el mensaje específico.
28
Uno de los algoritmos de encriptación utilizado en esta tecnología es el de
Rijndael. Este algoritmo es seguro y rápido a la hora de realizar una
encriptación. Permite tamaños de clave de 128, 192 y 256 bits. La clave
utilizada es ampliada a un cierto número de dígitos.
SDU_ENCRYPT_MODE es el algoritmo a ser utilizado en la encriptación de
varios mensajes de capa 3.
1.10.2. Seguridad para el Transporte de la Información
En una red de datos se debe garantizar que la información que es enviada por
el usuario permanezca integra hasta que llegue al destinatario. Estos datos
deben estar protegidos mediante seguridades informáticas que garanticen que
dicha información no sea interceptada o perdida en el camino ante posibles
vulnerabilidades y ataques a las que el usuario puede ser víctima durante la
transmisión y administración. Los datos se los protege mediante protocolos de
redes virtuales públicas (VPN) y son los siguientes:
1.10.2.1 Protocolo de seguridad IP (IPSec)
Este protocolo tienen la función de proteger el tráfico de las comunicaciones
sobre el Protocolo de Internet (IP) autenticando y/o encriptando. IPsec actúa
en la capa de red, la capa 3 del modelo OSI e incluye protocolos para
el establecimiento de claves de cifrado.
1.10.2.2 Protocolo SSL (Secure Socket Layer)
Capa de conexión segura SSL y su sucesor, seguridad de la capa de transporte
TLS, son protocolos criptográficos que proporcionan comunicaciones seguras
mediante autenticación y privacidad de la información entre extremos
de una red en la capa TCP/IP. Habitualmente, sólo el servidor es autenticado
(es decir, se garantiza su identidad) mientras que el cliente se mantiene sin
autenticar.
SSL implica una serie de fases básicas:
29
Negociar entre las partes el algoritmo que se usará en la
comunicación.
Intercambio de claves públicas y autenticación basada
en certificados digitales.
Cifrado del tráfico basado en cifrado simétrico.
30
CAPÍTULO 2
DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA Y REQUERRIMIENTOS DE LA
TECNOLOGÍA CDMA-450 PARA LOS SITIOS DE YARUQUÍ,
ASCÁZUBI Y SABTA ROSA DE CUSUBAMBA.
En este capítulo, se levanta la información general de las zonas a intervenir en
el estudio de la cobertura con la tecnología CDMA-450 al igual de los
diferentes factores del terreno como población, altura, ubicación y
elevaciones.
También, se presenta los requerimientos y condiciones principales para la
implementación de la tecnología CDMA-450 como son la cobertura,
capacidad usuarios, situación actual y datos estadísticos que aclaren con
mayor facilidad las necesidades de comunicación de estos sectores rurales.
2.1. Ubicación y descripción geográfica de las zonas
Las zonas a implicadas en el diseño son poblaciones rurales de la provincia de
Pichincha distribuidas entre los cantones de Quito y Cayambe.
1.1.1 Yaruquí
En la tabla 12, se puede observar los datos geográficos más importantes de la
población de Yaruquí, los cuales servirán para el presente estudio.
Tabla 12: Datos geográficos de la parroquia de Yaruquí
Datos geográficos de la parroquia de Yaruquí
Ubicación Coordenadas Altura Humedad Precipitación Superfi-
cie
Localizada
a 32 Km.
de la
ciudad de
Quito
Latitud Longitud
2606
Msnm
86.1%
Media anual
de 0.4 a 29.4
Mm
82,79
Km2
00°09’55’’
Sur
78°18
’55’’
Oeste
Nota. (https://visitaecuador.com/ve).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
31
La principal actividad de sus pobladores de Yaruquí es el comercio y la
agricultura. En la figura 8, se observa la parroquia de Yaruquí captada desde
el satélite.
Parroquia de Yaruquí
Figura 8. Parroquia de Yaruquí. Fuente: Google earth Elaborado por: Andrés Peñaherrera
2.1.2 Ascázubi
Con una extensión de 38 km2
de superficie, con clima variado, Ascázubi, es
una de las 5 parroquias rurales del Cantón Cayambe situado en el sector
oriental de la cabecera parroquial. Esta parroquia también es conocida como
San Juan de Abanin. Sus datos geográficos se ven mediante la siguiente tabla.
Tabla 13: Datos geográficos de la parroquia de Ascázubi
Datos geográficos de la parroquia de Ascázubi
Ubicación Coordenadas Altura Humedad Precipitación Super
-ficie
Ubicada a
48 km
desde Quito
Latitud Longi
-tud
2610
msnm
70%
Media anual
de 0.5 a 26.5
Mm
38,00
km2
00°05’16’’
Sur
78°17’
00’’
Oeste
Nota. ( http://www.pichincha.gob.ec/tran).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
32
La agricultura y principalmente el cultivo de flores es la mayor fuente de
actividad entre sus pobladores gracias a su ubicación y clima ideal para este
cultivo. La proximidad con el nuevo aeropuerto de Quito es una motivación
en la que se han visto beneficiados económicamente los pobladores. En la
figura 9, se aprecia una toma satelital de la zona de Ascázubi.
Parroquia de Ascázubi
Figura 9. Parroquia de Ascázubi Fuente Google earth Elaborado por: Andrés Peñaherrera
2.1.3 Santa Rosa de Cusubamba
Parroquia rural del Cantón Cayambe, es un sector colindante con las
parroquia de Ascázubi con grandes extensiones de terreno y actividad
económica proveniente de principalmente a la agricultura. En la tabla a
continuación se encuentran los datos geográficos de la parroquia de Santa
Rosa de Cusubamba.
Tabla 14: Datos geográficos de la parroquia de Santa Rosa de Cusubamba
Datos geográficos de la parroquia de Santa Rosa de Cusubamba
Ubicación Coordenadas Altura Humedad Precipitación Superficie
Ubicada
a 62 km
desde
Quito
Lat. Long.
2725
Msnm
80%
Media anual
de 0.8 a 30.6
Mm
38,74
Km2 00°02’38’’
Sur
78°
16’
26’’
Oes
te
Nota. ( http://www.ubicaquito.com/osm/lugar ).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
33
A continuación, se observa en la figura 10, la población de Santa Rosa de
Cusubamba vista desde una toma satelital, obtenida mediante sus
coordenadas geográficas.
Santa Rosa de Cusubamba
Figura 10. Santa Rosa de Cusubamba Fuente: Google earth. Elaborado por: Andrés
Peñaherrera T.
2.2. Población
En esta parte del estudio, se hará una breve descripción de cada una de las
poblaciones que comprenden el presente estudio.
2.2.1. Población de Yaruquí
Esta parroquia ubicada en el sector nor-oriental del área metropolitana del
cantón Quito, cuenta con una población de 14.760 habitantes
aproximadamente. La dinámica de crecimiento poblacional oscila entre 2,9%
y 3,4% anual.
34
2.2.2. Población de Ascázubi
Con una población de 5.050 habitantes aproximadamente, Ascázubi es una
parroquia perteneciente al cantón Cayambe. El ritmo de crecimiento de su
población tiene una tasa alrededor de los 2.2 y 2.7% anual.
2.2.3. Población de Santa Rosa de Cusubamba
Dentro del cantón Cayambe cuenta con una población de 2.766 habitantes
aproximadamente. El crecimiento poblacional anual es bajo y oscila entre
1,5% y 2% anual.
2.3. Infraestructura de telecomunicaciones existentes
La Corporación Nacional de Telecomunicaciones cuenta con tecnología de
cobre para atender a poblaciones rurales en zonas céntricas e inalámbricas
para las zonas rurales apartadas.
2.3.1. Población de Yaruquí
La Corporación Nacional de Telecomunicaciones dentro de su red de
telefonía llega a la parroquia de Yaruquí con un equipo de Nodo de acceso
multi -servicio MSAN, el cual integra los servicios de telefonía y de banda
ancha mediante línea de cobre y sirve para cubrir a la zona céntrica de
Yaruquí.
Para las zonas apartadas del área de alcance de líneas de cobre, la parroquia
cuenta con un dispositivo Alcatel a9800, sistema digital de acceso radial
punto multipunto para uso en servicio público inalámbrico.
35
2.3.2. Población de Ascázubi
Cuenta con planta externa, también pasa la Fibra Óptica, que va a partir de
Guayllabamba hasta Cusubamba. También cuenta con un sistema MSAN en
la zona céntrica del poblado y un dispositivo Alcatel a 9800 para llegar a las
zonas apartadas.
2.3.3. Población de Santa Rosa de Cusubamba
Se encuentra atendido por el sistema Alcatel A9800, el cual no llega cubrir la
demanda de comunicaciones de la población y tan solo llega hasta la zona
céntrica de la parroquia.
2.4. Requerimientos fundamentales de la tecnología CDMA450
2.4.1. Requerimientos de la cobertura
Debido a la dificultad de acceso, condiciones geográficas y niveles
económicamente bajos, la cobertura se convierte en el requerimiento más
importante de este proyecto. Las estaciones base tiene la capacidad de abastecer
áreas extensas entre 40 y 60 Km y gracias a la baja frecuencia con la que opera,
se puede asegurar menores pérdidas de propagación y mayor cobertura.
2.4.2. Requerimientos de capacidad de voz y datos
Se requiere que mediante la tecnología CDMA-450 se tenga la capacidad de
recibir inalámbricamente servicios de voz y datos en las zonas rurales del
presente proyecto. Esta capacidad se logra realizando un cálculo previo y un
estudio de tráfico que arroja los datos correspondientes a números de
abonados, capacidad de transmisión de archivos y horas de mayor congestión,
hora cargada u horas pico.
36
2.4.3. Requerimiento del Espectro de frecuencia
La Recomendación (CCP.II/Rec. 10 (V-05)) de la CITEL sobre el “Uso de las
Bandas de 410-430 MHz y 450-470 MHz, para los Servicios Fijos y Móviles
para Comunicaciones Digitales en Áreas de Densidad Demográfica Baja”;
recomienda a los países de las Américas considerar el uso de estas bandas:
• Donde el espectro necesario esté disponible o en donde pueda disponerse
del mismo a través de medios técnicos y/o regulatorios;
• Donde puedan coexistir los sistemas radioeléctricos nuevos y los existentes
sin interferencia perjudicial;
• Donde, en el caso de las áreas de frontera, se puedan lograr acuerdos de
coordinación entre las administraciones;
•También se pueden tomar en consideración los estudios de compartición de
frecuencias (para el uso eficiente de la banda)
2.4.4. Requerimientos del cliente
Un sistema de telecomunicaciones es creado para satisfacer las necesidades
de servicio a un indeterminado número de usuarios que únicamente se puede
predecir con un rango limitado de acierto mediante técnicas de análisis de
mercado, proyección y medición adecuados. La demanda de servicio hace
referencia a: número de usuarios de la red, uso de la red por dichos usuarios
para los distintos servicios de la red, origen y destino de las conexiones,
tiempos de conexión y la evolución de los distintos aspectos en el tiempo
como variaciones horarias y estacionales, previsiones de crecimiento
mediático y a largo plazo.
2.5 Situación actual
Se puede observar, mediante censos poblacionales, que la penetración de
servicios de telefonía fija y acceso al internet tiene un lento crecimiento en
zonas rurales a comparación de las zonas urbanas debido a la dificultad de
acceso ya sea por condiciones geográficas o por demanda de usuarios.
37
En la constitución de la República se garantiza el acceso a todos los
ciudadanos para a las TIC por esto la Corporación Nacional de
Telecomunicaciones cuenta con planes continuos de expansión de su
cobertura a zonas desatendidas o parcialmente atendidas con nuevas
tecnologías o migrando de tecnologías obsoletas a actuales.
En la figura 11, se puede observar que el uso de computadores se va
incrementando a nivel nacional y particularmente se ve que en las zonas
rurales se alcanzado un considerable incremento con el transcurso de los
años.
Personas que utilizan computadora por área
Figura 11. Porcentaje de personas que utilizan computadora por área Fuente: Encuesta
Nacional de Empleo Desempleo y Subempleo –ENEMDU (2010-2013)
En el caso del acceso a internet, gracias a la figura 12, se observa claramente
que las zonas rurales presentan los menores índices de acceso a internet a
comparación con otras zonas poblacionales. Estos datos dan a relucir la falta
de atención a estos sectores de la patria.
Acceso al Internet según área
Figura 12. Acceso al Internet según área Fuente: Encuesta Nacional de Empleo
Desempleo y Subempleo –ENEMDU (2010-2013)
38
Para la figura 12, también se nota claramente que en el lapso de tres años, en
las zonas rurales, gracias a las tecnologías instaladas por la Corporación
Nacional de Telecomunicaciones, el acceso a internet se incrementó
abismalmente subiendo en casi 8 puntos con lo que al mejorar este servicio
habría un incremento significativo de nuevos usuarios accediendo a la red.
En la figura 13, se observa que en la provincia de Pichincha, se tiene el mayor
porcentaje de personas con acceso a un computador pero esto no quiere decir
que todos estos usuarios tengan acceso a internet por lo cual existe una gran
demanda para atender a zonas geográficamente distantes.
Personas que utilizan internet por provincias
Figura 13. Porcentaje por provincias de personas que utilizaron computadora en el año
2013 Fuente: Encuesta Nacional de Empleo Desempleo y Subempleo -ENEMDU (2010-
2013)
En la figura 14, se observa que de las personas que usan Internet, el 45,1% lo
hace desde su hogar. En el área urbana el mayor porcentaje de la población
utiliza Internet en el hogar con el 50,9%, mientras el mayor porcentaje de
población del área rural lo usa en centros de acceso público con el 42,5% de
ahí la importancia de potenciar el incremento de acceso a internet en zonas
rurales.
39
Lugar de uso de Internet por área
Figura 14. Lugar de uso de Internet por área Fuente: Encuesta Nacional de Empleo
Desempleo y Subempleo –ENEMDU (2010-2013)
Con los datos obtenidos por el INEC, en la figura 15, se observa que en el año
2013, gracias a las tecnologías implementadas para el acceso a las TIC, se
logró que el 20,0% de analfabetos digitales disminuyera en un 9,2% a
comparación del año 2010, lo que lleva a seguir buscando que estas brechas
disminuyan cada año hasta lograr una total des alfabetización digital en el
Ecuador.
Porcentaje de personas Analfabetas Digitales por área
Figura 15. Porcentaje de personas Analfabetas Digitales por área
Fuente: Encuesta Nacional de Empleo Desempleo y Subempleo –ENEMDU (2010-2013)
2.6 Situación actual de a9800
En las zonas a intervenir, actualmente se presenta el siguiente panorama en lo
que se refiere a número de abonados con la tecnología a9800 que se pretende
migrar a CDMA-450.
40
En la tabla 15, se presenta la situación actual de los abonados que cuentan con
la tecnología a9800.
Tabla 15: Situación actual de la tecnología a 9800
Situación actual de la tecnología a 9800
Cantón Parroquia Abonados
a9800
Quit
o
Yaruquí
210
Cay
ambe
Ascázubi
50
Santa Rosa
de
Cusubamba
52
Nota. (CNT, Jefatura de comunicaciones inalámbricas).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
2.7 Sitios Pre seleccionados para la instalación de las BTS
Para determinar los posibles sitios para la instalación de BTS, se hace tomando
en cuenta la vista desde las elevaciones hacía los puntos seleccionados de las
parroquias preestablecidas. También se toma en cuenta puntos geográficos de
mayor densidad poblacional en cada una de las parroquias y sus localidades
rurales. Finalmente se analiza las alturas con respecto al nivel del mar en las
zonas y finalmente las distancias entre las BTS y las zonas rurales de las
parroquias.
Para este análisis, se utilizó el Software Libre Google Earth que mediante
cálculos de líneas de vista y distancias se pudo obtener los siguientes sitios
como posibles lugares para la instalación de BTS para brindar cobertura a las
zonas a intervenir.
41
La figura 16, pertenece al sector de Cananvalle que posee una buena línea de
vista para cubrir las poblaciones de Santa Rosa de Cusubamba y Yaruquí.
Vista sector de Cananvalle
Figura 16. Loma Cananvalle. Fuente Google Earth. Elaborado por Andrés Peñaherrera T.
De la misma manera, la figura 17, presenta el sitio de Cangahuapungo, otro
lugar que posee una aceptable línea de vista principalmente a la población de
Ascázubi.
42
Vista sector Cangahuapungo
Figura 17. Cangahuapungo. Fuente Google Earth. Elaborado por Andrés Peñaherrera T.
En la figura 18, se observa una vista desde lo alto de Santa Rosa de
Cusubamba que obviamente tiene una excelente vista de Santa Rosa y una
aceptable vista de Ascázubi y Yaruquí aunque en menor ángulo.
Vista sector Santa rosa de Cusubamba
Figura 18. Santa rosa de Cusubamba. Fuente Google Earth. Elaborado por Andrés
Peñaherrera T.
43
La figura 19, expone la vista desde lo alto de la población de checa, que con
una ubicación intermedia a las poblaciones de Yaruquí y Ascázubi, posee una
muy buena línea de vista también a la población de Santa Rosa de
Cusubamba
Vista sector Checa
Figura 19. Checa Fuente Google Earth. Elaborado por Andrés Peñaherrera T.
Finalmente, en la figura 20, se observa el poblado de Malchingui que cuenta
con una mejor vista de Santa Rosa de Cusubamba y una aceptable línea de
vista hacia Ascázubi y Yaruquí en menor proporción.
Vista sector Malchingui
Figura 20. Malchingui Fuente Google Earth. Realizado por Andrés Peñaherrera T.
44
2.7.1 Coordenadas geográficas para las posibles BTS
En la tabla 16, se resume las coordenadas y elevaciones de algunos de los
sitios potencialmente idóneos para la instalación de la BTS, obtenidos
mediante en el software de propiedad de la CNT y que se utiliza para verificar
zonas de cobertura en todo el territorio nacional.
El análisis de los sitios pre establecidos para la ubicación de BTS, se
realizaron utilizando el programa de propagación UNet, en conjunto con
técnicos e ingenieros de la corporación Nacional de Telecomunicaciones
dentro de la Jefatura de Redes Inalámbricas perteneciente a la Gerencia
O&M Transmisión de la Gerencia Nacional Técnica, en la ciudad de Quito.
El análisis consiste en realizar simulaciones con líneas de vista y coberturas
en zonas altas y aledañas a las parroquias de Ascázubi, Yaruquí y Santa Rosa
de Cusubamba. Con esto se consigue pre definir sitios potenciales para
colocar BTS, pero sin ningún cálculo de propagación previo.
Tabla 16: Coordenadas geográficas para la posible ubicación de BTS
Coordenadas geográficas para la posible ubicación de BTS
Localidad Latitud Longitud Elevación
Cananvalle 0°00’46.1’’ N 78°10’14.39’’ O 2717 Msnm
Cangahuapungo 0°13’26.0’’ S 78°10’28.0’’ O 3695 Msnm
Santa Rosa De Cusubamba
0°04’04.01’’ S 78°13’19.55’’ O 3746 Msnm
Checa 0°07’32.54’’ S 78°19’07.41’’ O 2523 Msnm
Malchingui 0°02’44.26’’ N 78°21’00.27’’ O 2773 Msnm
Nota. (Realizado en las oficinas de CNT).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
45
CAPÍTULO 3
DISEÑO DE LA SOLUCIÓN
En este capítulo, se lleva a cabo todo el diseño de la solución para brindar el
servicio de voz y datos con la tecnología CDMA-450. Se empieza por la
justificación de la propuesta, evaluaciones actuales, determinación de la
demanda, cálculo de tráfico, entre otros factores técnicos que se necesita para
llevar a cabo el estudio de dicha solución.
3.1. Justificación del empleo de la banda de los 450 MHz
La frecuencia de los 450 MHz, tiene la condición de ser una banda libre, lo
que hace que este tipo de tecnología de comunicaciones sea óptima para
atender los requerimientos de servicios de voz y datos que mediante la
autorización otorgada por parte del estado hacia la Corporación Nacional de
Telecomunicaciones, está institución pública está en todos sus derechos de
brindar esta clase de servicios de comunicaciones en zonas rurales
únicamente.
Es importante resaltar, que el radio de cobertura generada por esta tecnología
permite lograr un mayor alcance a comparación de otras alternativas de
comunicaciones que inclusive funcionan a frecuencias mayores, lo cual le da
una ventaja en la optimización en equipos, estaciones y el uso del espectro.
3.2. Evaluación de la infraestructura de telecomunicaciones existente
Mediante una visita e inspección a los sitios involucrados y con la ayuda de
los técnicos de la CNT, se pudo verificar la situación de los centros de carga
que están ubicados en las parroquias rurales de Yaruquí, Ascázubi y Santa
Rosa de Cusubamba.
3.2.1. Parroquia de Ascázubi
46
El Nodo de acceso multi-servicio MSAN, el cual integra los servicios de
telefonía y de banda ancha mediante línea de cobre solo sirve para cubrir a la
zona céntrica de Yaruquí con un reducido número de abonados.
Para las zonas apartadas se emplea un sistema inalámbrico Alcatel a9800 que
no satisface la demanda de la población de los alrededores de Ascázubi.
3.2.2. Parroquia de Yaruquí
El sistema Alcatel a9800, sistema digital de acceso radial punto multipunto
para uso en servicio público inalámbrico con el que se cuenta en esta zona,
brinda una cobertura limitada la cual llega a cubrir parcialmente al sector y
debido a los bajos niveles de señal provenientes del cerro Atacazo no es
suficientemente para brindar un buen servicio de telecomunicaciones y menos
llegar a conexiones de internet.
3.2.3 Parroquia de Santa Rosa de Cusubamba
Al igual que otros escenarios, el sistema de MSAN sólo presta el servicio
mediante cobre en la zona céntrica del poblado, siendo la tecnología a9800 la
que presta cobertura en las zonas geográficamente distantes de un amanera
parcial que no satisface la demanda de los pobladores del sector.
3.3. Determinación de la demanda del servicio de telefonía fija a prestar
La necesidad de comunicarse con el mundo es una tendencia que las
telecomunicaciones traen consigo con el avance vertiginoso de la tecnología.
Cada día nuevos usuarios en el mundo se conectan a estos servicios para
cubrir requerimientos propios del día a día en cualquier ámbito.
El objetivo en el “Plan Nacional de Desarrollo de las Telecomunicaciones” en
Ecuador es el incrementar el acceso a servicios de voz fija y la penetración al
Internet por parte de toda la ciudadanía para el desarrollo de cada una de las
personas en todos los sectores de la patria.
47
Para localizar la demanda de las poblaciones a cubrir con el servicio de
CDMA-450, se realizó una estimación que consiste en tomar la población y
determinar que por cada 4 habitantes, exista una vivienda residencial. Este
cálculo es diferente al que se realiza para determinar la demanda de usuarios
de telefonía móvil.
La tabla 17, presenta que existe un número de abonados actuales, a los que se
suman una demanda de usuarios insatisfechos con lo que se pretende llegar a
ver la demanda total de nuevas líneas. Estos datos son obtenidos en los
centros de juntas parroquiales ubicados en dichos sectores.
Tabla 17: Estimación de Abonados para el año 2015
Estimación de Abonados para el año 2015
Par
roquia
#
Habitantes
#
Viviendas
#
Abonados
Con
Tecnologí
a A9800
Solicitudes De
Nuevas Líneas
Telefónicas
Aspiran
tes A
Nuevas
Líneas
Voz Internet
Yar
uquí 14760 3690 210 280 200 490
Asc
ázubi 5050 1261 50 90 80 140
Cusu
bam
ba 2766 690 52 64 50 116
Tota
l
22576 5641 312 434 330 746
Nota. (Fuente CNT.).
Realizado Por: Andrés Peñaherrera T.
48
La tabla 17, anteriormente expuesta, se indica que la demanda total de nuevas
líneas incluidos los usuarios que van a migrar a la nueva tecnología de
CDMA-450 es de 746 potenciales nuevos usuarios de esta tecnología. Este
valor se obtiene sumando los abonados que actualmente cuentan con la
tecnología a9800 más las solicitudes de nuevas líneas de voz.
El número de nuevas solicitudes se obtienen de cada una de las agencias de
CNT, ubicadas en las parroquias de Ascázubi, Yaruquí y Santa Rosa de
Cusubamba.
Mediante la implementación del sistema CDMA-450 de tiempos muy cortos
de instalación, se podría llegar a satisfacer en corto plazo esta demanda que
haciendo que alrededor de 600 nuevos usuarios se interconecten con la red de
CNT.
Según los datos conseguidos en el departamento de planificación y
fiscalización de CNT, el crecimiento anual del servicio telefónico fijo en
zonas rurales es del 20% y de 15% para otros servicios como internet. Para la
presente solución se proyecta un dimensionamiento a un plazo de 5 años que
se hará calculado mediante la siguiente fórmula
Ecuación 1: Proyección de Nuevos Abonados
D f = D o (1+b)n Ec.(1)
Dónde:
D f es la demanda final
D o es la demanda inicial
b es el incremento anual y
n es el número de años proyectados
Como por ejemplo, en la parroquia de Yaruquí la demanda de nuevos
usuarios de voz para el año 2020 se calcula de la siguiente manera:
D f = D o (1+b)n
D f = 280 (1+0.2)5
D f =697
Este valor obtenido sería el nuevo número de usuarios de voz para la
parroquia de Yaruquí. Este mismo cálculo se realiza para internet, lo que
49
varía es el incremento anual. Estos cálculos se deben realizar para todas las
demás parroquias involucradas en este estudio.
Con los datos obtenidos, se arrojan los siguientes valores como se observa en
la tabla 18:
Tabla 18: Estimación de la demanda futura de abonados para el año 2020
2017Estimación de la demanda futura de abonados para el año 2020
Parroquia
d o
d f
Voz Internet Voz Internet
Yaruquí 280 200 697 402
Ascázubi 90 80 224 161
Santa Rosa de
Cusubamba
64 50 159 101
Total 434 330 1080 664
Nota. (Fuente CNT.).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
3.3.1 Cálculo de tráfico
Para el cálculo de tráfico telefónico, es necesario conocer la producción de
llamadas que se producen en periodos del día y determinar las horas de mayor
densidad o carga.
Si un circuito es mantenido continuamente por una hora, el tráfico sostenido
por esa central corresponde a 1 Erlang1 (Er).
El tráfico de llamadas se calcula mediante la siguiente fórmula:
Ecuación 2: Tráfico de llamadas
1 unidad de medida de tráfico
50
A=
*( n*tm ) Ec.(2)
Dónde:
A es el tráfico total.
t m es el tiempo promedio de ocupación.
T es el período de observación.
n es el número total de ocupaciones en el grupo de canales.
3.3.2 Cálculo de Tráfico con parámetros de servicio de la CNT
Mediante la tabla 19, se podrá conocer los valores en Erlangs obtenidos con
el reemplazo de los valores de la ecuación anterior para los servicios de voz y
de internet proporcionados por la CNT a sus abonados.
Tabla 19: Estimación de tráfico de una red CDMA-450 en zonas rurales
Estimación de tráfico de una red CDMA-450 en zonas rurales
Div
isió
n d
e tr
áfic
o y
Cal
idad
de
Ser
vic
io (
QoS
)
Para voz
T
Minutos
Tm
Minutos
N
A=
60 3 1 0.05
Erl/Abonado
Para
internet
Horas Pico Carga
Erlg.
A=
Erlg/Abonado
21h00 135 0.5625
22h00 136 0.5666
Nota. (Fuente Corporación Nacional de Telecomunicaciones).
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
Reemplazando los valores en la ecuación (2), se obtiene que el tráfico total
para voz es de A= 0.05 Er/Abonado, mientras que para internet en hora pico
de 21H00 es de 0.5625 y de 0.5666 para las 22H00.
3.4 Dimensionamiento de la Red CDMA en la banda de 450 MHz
El dimensionamiento en una red de radio, se refiere a la determinación del
número de recursos o canales de radio que se deben asignar a una red móvil,
51
de modo que la posibilidad de que un abonado no acceda dichos recursos sea
muy baja. La retribución del canal va a depender de la técnica de acceso que
se escoja.
Encontrar un equilibrio entre el número de abonados de dicha red, el número
de recursos (canales de radio) y la calidad en el servicio serán las claves para
un buen diseño en la red.
El valor que la CNT maneja para tráfico de voz en horas no pico para zonas
rurales es de 30mEr, por lo cual se debe tener en cuenta que las centrales de
carga soporten valores que bordean los 500mEr en horas pico.
3.5 Distancias entre las poblaciones a cubrir
En las figuras 21, 22 y 23, se puede observar con claridad la distancia en
kilómetros entre los tres poblados de que intervienen en este proyecto, siendo
Santa rosa y Yaruquí los poblados más distantes territorialmente hablando,
mientras que Ascázubi se encuentra localizado en medio de los dos poblados
anteriormente nombrados.
Distancia entre las poblaciones de Yaruquí y Ascázubi
Figura 21. Distancia entre las poblaciones de Yaruquí y Ascázubi. Fuente Google
Earth. Realizado por Andrés Peñaherrera T.
Para las poblaciones de Yaruquí y Sana Rosa de Cusubamba, se tiene la
siguiente distancia como se puede ver en el la figura 22.
52
Distancia entre las poblaciones de Yaruquí y Santa Rosa de Cusubamba
Figura 22. Distancia entre las poblaciones de Yaruquí y Santa Rosa de Cusubamba.
Fuente: Google Earth. Elaborado por Andrés Peñaherrera T.
En el caso de las poblaciones de Ascázubi y Sana Rosa de Cusubamba, se
presenta la siguiente distancia como se puede ver en la figura 23.
Distancia entre las poblaciones de Ascázubi y Santa Rosa de Cusubamba
Figura 23. Distancia entre las poblaciones de Ascázubi y Santa Rosa de Cusubamba.
Fuente Google Earth. Elaborado por Andrés Peñaherrera T
A continuación, en la tabla 20, se observa de manera resumida los datos
obtenidos de las distancias entre los sitios establecidos en el presente estudio.
53
Tabla 20: Distancia entre las localidades a cubrir con CDMA-450
Distancia entre las localidades a cubrir con CDMA-450
LOCALIDAD DISTANCIA (Km)
Yaruquí-Ascázubi 9.5
Ascázubi-Santa Rosa 4.85
Yaruquí-Santa Rosa 13.94
Nota. (U-net, software versión 2.6)
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
3.6 Determinación de la ubicación de la BTS
Para el cálculo del número de BTS necesarias en una red CDMA-450 se debe
tener en cuenta la dimensión del terreno a cubrir y emplear la siguiente
fórmula.
Ecuación 3: Cálculo del número de BTS
=
( )
Ec.(3)
Teniendo en cuenta las distancias geográficas de las zonas a intervenir, así
como la localización de los puntos de mayor necesidad de nuevas líneas
telefónicas, las líneas de vista idónea y con la ayuda de la ecuación para el
cálculo del número de BTS’s necesarias, se estableció que tan sólo con la
instalación de una BTS se puede cubrir a dichas zonas cumpliendo las
siguientes características:
Para el presente proyecto se deberá instalar una BTS en la zona alta de la
población de Ascázubi ya que por su línea de vista y ubicación céntrica entre
54
las poblaciones de Yaruquí y Santa Rosa de Cusubamba, es un sitio idóneo
para la construcción de dicha torre de repetidora.
En la tabla 21, se detallan los datos geográficos del sitio adecuado para la
instalación de la BTS.
Tabla 21: Coordenadas geográficas para la posible ubicación de BTS
Coordenadas geográficas para la posible ubicación de BTS
Repetidora Latitud Longitud Elevación Altura
Antena
Ascázubi
Alto
0°06’13.01’’S 78°16’0.83’’O 3030 msnm 60
m
Nota. (U-net, software versión 2.6)
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
En la figura 24, se observa la ubicación geográfica de la BTS con líneas de
vista de las poblaciones a brindar el servicio.
Ubicación Geografica de la BTS de CNT
Figura 24. Ubicación Geográfica de la BTS de CNT Realizado por: Andrés Peñaherrera
55
En la figura 25, se observa la línea de vista que existe entre la BTS y las
terminales en Santa Rosa de Cusubamba.
Se puede observar claramente que no se presentan obstrucciones importantes
que impida una buena cobertura de la señal, por lo cual se ratifica que la
ubicación de la repetidora es correcta.
Línea de vista Santa Rosa-BTS CNT
Figura 25. Línea de vista Santa Rosa-BTS CNT Elaborado por: Andrés
Peñaherrera T.
En la figura 26, se observa una excelente línea de vista entre la población de
Ascázubi con la repetidora de CNT.
Línea de vista Ascázubi-BTS CNT
Figura 26. Línea de vista Ascázubi-BTS CNT Elaborado por: Andrés Peñaherrera T.
56
Finalmente, en la figura 27, se observa la línea de vista entre la población de
Yaruquí y la BTS de CNT que inclusive, cruzando por la población de Checa,
se obtiene una gran vista y distancia entre las terminales y la repetidora.
Línea de vista Yaruquí-BTS CNT
Figura 27. Línea de vista Yaruquí-BTS CNT Elaborado por: Andrés Peñaherrera T.
3.7 Estructura de la Red
Para esta red se empleará un sistema de telecomunicaciones que soporte
varios canales telefónicos sobre un mismo medio ya sean estos alámbricos e
inalámbricos. Estos sistemas son los Jerarquía Digital Ple síncrona PDH o
Jerarquía Digital Síncrona SDH empleando técnicas de multiplexación por
división de Tiempo TDM que reducen el costo en sistemas de transmisión
alcanzando señales con mayores velocidades.
En el sistema de telecomunicaciones PDH, donde un dispositivo
multiplexador recibe una cantidad N de señales numéricas llamados
“tributarios”. Estas señales se encuentran en la entrada en paralelo,
alcanzando una señal N veces mayor a la de los tributarios.
57
Ecuación 4: Sistema PDH
fm ≥ N * ft Ec.(4)
Donde,
fm es la frecuencia del multiplexador y
ft es la frecuencia del tributario
Es recomendable que los tributarios estén en fase y en igualdad de frecuencia
para aunque exista poca fase y variación de frecuencias.
Ecuación 5: Variación de Frecuencia de Tributarios
fm ≤ ft ± Δ ft Ec.(5)
Ecuación 6: Variación de Frecuencia de Multiplexador
fm = fm ± Δ fm Ec.(6)
Para la etapa de los códec de audio, se tiene dos clases de bits, los de relleno y
los de control de justificación. Estos procesos absorben las diferencias de
frecuencias que se presentan en las terminales de comunicación de los
abonados (tributarios).
En el receptor se puede reconocer fácilmente los bits de relleno los cuales son
eliminados y reconocidos solamente los bits de datos con lo cual la frecuencia
del multiplexador se calcula con la siguiente fórmula:
Ecuación 7: Frecuencia de Multiplexador
fm =(N*ft)+fr Ec.(7)
Donde,
fr es la frecuencia de los bits redundantes
58
En el presente sistema de telecomunicaciones, se empleará el modelo de
compresión de audio del estándar de la UIT-T G711 con la denominación
E1de modulación por impulsos codificados de frecuencias vocales.
Es indispensable mencionar un algoritmo que logra opacar las pérdidas de
paquetes. El algoritmo es el Packet Loss Cancealment PLC, este tiene como
objetivo ocultar las pérdidas el proceso de transmisión de las señales de audio
codificadas y empaquetadas.
El procedimiento que emplea PLC es generar una señal de voz sintética para
de esta manera cubrir datos omitidos en una trama de bits en el receptor. La
señal que se genera poseerá idénticas características de timbre y espectrales
que la señal omitida, con esto no se generara perturbaciones artificiales.
3.7.1 Estructura Básica de la red CDMA-450
Una red CDMA-450, dependiendo de sus requerimientos, está conformada
por varias BTS las cuales están controladas por una BSC como se observa en
la figura 28.
Componentes de una Red CDMA-450
Figura 28. Componentes de una Red CDMA-450 Fuente: 1 Principios CDMA2000 CNT,
página 11, HUAWUEI TECHNOLOGIES CO., LTD
59
En el presente estudio, se emplea una sola BTS con la que alcanzará para
cubrir la demanda de cobertura de la red. Para las comunicaciones telefónicas
se realizan mediante la conmutación de una unidad central, la cual
interconecta al sistema con la red de telefonía fija inalámbrica (PSTN). El
acceso principal a la red de datos en paquetes o tramas, se obtiene mediante el
nodo tipo PDSN, donde se permite tener un servicio de datos para los
abonados de la red.
En el diseño de la red CDMA-450, estarán compuestos por los siguientes
equipos que están detallados a continuación:
MSC- (Centro de conmutación Móvil)
MS- (Estación Móvil)
BTS- (Estación Base transceptora)
BSC- (Estación Base Controladora)
HLR- (Registro de Localización)
PDSN- (Nodo de Servicio de Paquete de Datos)
A continuación se detallarán los conceptos de los elementos de la red CDMA-
450 del presente trabajo.
BTS (Estación Base Transceptora)
Este sistema es el encargado de realizar la transmisión y recepción de las ondas
de radio con las terminales del usuario instaladas en los domicilios de los
usuarios en las zonas de Yaruquí, Ascázubi y Santa Rosa de Cusubamba, los
cuales estarán enlazados por medio de microondas dentro de una celda
conectándose con una MSC. En esta red, el número de celdas es proporcional a la
cantidad de estaciones base.
BSC (Estación Base Controladora)
60
La administración y mantenimiento del sistema así como el procesamiento de las
llamadas, handoff2 o traspaso del servicio y codificación de la voz son las
principales características que cumplirá la BSC en la red CDMA-450. Este
dispositivo prácticamente controla la BTS.
MSC (Centro de Conmutación Móvil)
El MSC se encargará de procesar la señal, amplificar el nivel de potencia y de la
recepción de las referencias de sincronismo de la red. Este sistema es el que
determina el establecimiento y desconexión de los servicios habituales de voz
para las terminales de CDMA en el interior del radio de cobertura, control de la
red, interconexión con otras redes. La cantidad de MSC, dependerá de la
cantidad de usuarios.
HLR (Registro Local)
Los Registros de Localización Local serán manejados por los MSC, para lograr
producir y adjudicar llamadas de los abonados. Este sistema funciona como una
base de datos, en donde se localizarán la información de cada uno de los usuarios
de la red CDMA-450, tales como la dirección, estado de planillas, y otras más.
MS (Terminal – Estación Móvil)
Es el dispositivo terminal fija-inalámbrica que poseerán los abonados de la red
CDMA-450 de la Corporación nacional de Telecomunicaciones y a la cual
estarán anclada las líneas telefónicas. Esta terminal está compuesta de un
dispositivo de control y un transceptor, el cual remite y toma la comunicación
hacia la estación base inmediata a su lugar. En definitiva, gracias a estos
dispositivos finales, los abonados podrán acceder a los diferentes servicios de
comunicaciones que ofrece la CNT como son: la voz fija, los datos y fax.
2 proceso de transferir una llamada telefónica en progreso de una torre de celular a otra el
cual esté utilizando una frecuencia diferente, todo esto sin interrumpir el servicio.
61
PDSN (Nodo de Servicio de Paquete de Datos)
El nodo servidor de paquetes de datos (PDSN) es un elemento de red Core
dentro de una red de acceso múltiple por división de código (CDMA). El PDSN
es un Gateway para que la estación móvil (MS) acceda a la red pública de datos
(PDN). Este está localizado en la intersección entre el PDN y el dominio de red
Core CDMA-450 y conmutación por paquetes CDMA. Es decir, conectará la MS
a una red IP para proporcionarle servicios de paquetes.
En el modo de acceso móvil IP, el PDSN funcionará tanto como gateway y como
agente externo para la red a la que accede la MS.
Servidor AAA (Contabilidad, Autenticación y Autorización)
Para dar seguridad a la red CDMA-450 en los paquetes enviados entre los
abonados de internet, esta red estará conectada a un servidor AAA.
Este servidor está basado en el protocolo de red RADIOUS (Remote
Authentication Dial In User Service) para aplicaciones como acceso a redes o
movilidad IP, el cual provee un manejo centralizado de autenticación,
autorización y contabilidad. Este protocolo de red RADIOUS, es un protocolo
cliente/servidor, que se ejecuta en la capa de aplicación (del modelo OSI),
utilizando el protocolo UDP (User Datagram Protocol) como transporte.
3.8 Diseño de Red Final CDMA-450
El diseño final de la red que se propone en el presente trabajo consta de varias
etapas para la realización de la solución que brindará acceso a telefonía fija e
internet de una manera más práctica gracias a CDMA-450.
3.8.1 Red de Transporte
Esta red Empieza desde un dispositivo llamado Softswitch, el cual está
encargado de controlar el procesamiento de las llamadas de la red y el cual estará
62
situado en la Estación Terrena, que a su vez con la red de Metro Ethernet3, las
cuales son capaces de soportar tráfico en tiempo real (RTP) y emitirán señales,
por medio de una red de fibra óptica, hacia las instalaciones localizadas en el
centro de Quito (Agencia Quito-Centro), lugar donde se localiza la
infraestructura de radio frecuencia.
Desde Quito – Centro, las señales obtenidas, pasarán hacia la estación BTS o
nodo más próximo. La BTS, de acuerdo al diseño estará ubicada en la zona alta
de la parroquia de Ascázubi y que geográficamente esta junto entre las otras dos
poblaciones a cubrir.
Estas señales se transmitirán mediante enlaces de microondas PHD de E1,
indispensables para cubrir los requerimientos de telefonía e internet.
En la figura 29, se puede observar el esquema de la red CDMA-450 en sus tres
fases, los cuales conforman la red de transporte con el nodo más cercano.
Red de Transporte y la Estación Repetidora
Figura 29. Red de Transporte y la Estación Repetidora Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
La Red, se constituirá mediante una interconexión entre los nodos de Quito
Centro y Cruz Loma con un sistema SDH como se puede observar en la figura
30, donde se detalla cómo van distribuidas las interconexiones entre los puntos.
3 red con una arquitectura topológica, con el objetivo de suministrar distintos servicios de
conectividad MAN/WAN
63
Red de Transporte y Cruz Loma
Figura 30. Red de Transporte y Cruz Loma. Elaborado por: Andrés Peñaherrera T.
3.8.2 Red de Acceso
Lo que respecta a la red de Acceso, está compuesta por una BTS CDMA 1x
EV-DO, la cual está localizada en la zona alta de la población de Ascázubi,
con las cual se alcanzará cubrir a las tres parroquias que conforman, las que
se conectarían mediante enlaces punto- multipunto con cada uno de los
usuarios de dicha red.
Para que los abonados estén conectados en la red deberán contar con
dispositivos finales CDMA 1x EV-DO que funcionara conjuntamente con la
instalación de antenas exteriores en los hogares o sitios que se necesite el
servicio de voz y datos.
Estas antenas deberán ser instaladas por personal calificado de la CNT para
lograr que la recepción de la señal sea la más óptima gracias a una buena
línea de vista y así evitar pérdidas y variaciones del enlace con la BTS.
A continuación, se observa en la figura 31, cómo está compuesta la red entre
las terminales que se encuentran en los domicilios de los abonados con la
repetidora.
64
Diagrama de Red entre las terminales EV-DO con las repetidoras
Figura 31. Diagrama de Red entre las terminales EV-DO con las repetidoras Elaborado
por: Andrés Peñaherrera T.
3.9 Planificación de Cobertura
En el diseño esta red, se debe tomar en cuenta aspectos primordiales para
abarcar con todos los pasos de una manera ordenada y cumpliendo con los
estándares óptimos.
3.9.1 Modelo de Propagación de Radio (RF)
El modelo de propagación que emplea en el software que utiliza la CNT y la
Universidad Politécnica Salesiana campus sur en el laboratorio de
Comunicaciones Avanzadas, es el modelo Okumura-Hata. Esta clase de
propagación se emplea para predecir de cálculos de pérdidas en las
trasmisiones.
3.9.1.1. Descripción
Este modelo de propagación, se emplea en los sistemas de comunicaciones
CDMA permitiendo optimizar el sistema calculando las pérdidas que se
pueden producir y de esta manera mitigarlos o mantenerlos en rangos
permitidos.
Este modelo nació con el objetivo de hacer que este método de cálculo fuera
más fácil de aplicar. Hata [5] Estableció una serie de relaciones numéricas
65
que describen el método gráfico propuesto por Okumura. Dichas expresiones
de carácter empírico, quedaron conocidas bajo el nombre de modelo
de Okumura-Hata, también llamado modelo de Hata.
Mediante este modelo, se obtiene principalmente el valor medio de la pérdida
básica de propagación, en función de la frecuencia, la distancia, y las alturas
de las antenas de la estación base y el móvil.
El modelo de Okumura-Hata está restringido a los siguientes límites:
• f - frecuencia central: de 150 a 1500 MHz,
• hb- altura de la estación base: de 30 a 200m
• hm- altura del receptor: 1 a 10 m
• r – distancia del enlace: 1 a 20 km
3.9.1.2 Desarrollo del modelo
Okumura-Hata expresa la pérdida básica de propagación que tendrá un enlace
con tecnología CDMA-450 (Lb), y estará representado de la siguiente manera:
Ecuación 8: Pérdida Básica de Propagación
Lb= 69.55 + 26.16 log f – 13.82 log hb – α(hm) + (44.9 – 6.55 log hb )log r
Ec.(8)
(1)
Donde,
α (hm)es el factor de corrección que depende de la altura del móvil y que se
calcula como sigue:
1) para áreas urbanas:
a) para ciudades pequeñas o medianas:
Ecuación 9: Factor de Corrección
α (hm) = (1.1 log( f )– 0.7) hm – (1.56 log( f) – 0.8) Ec.(9)
66
Donde,
1 ≤ hm ≤ 10 m
b) para ciudades grandes:
α (hm)
2) para áreas suburbanas:
Ecuación 10: Pérdidas de Propagación en áreas Suburbanas
Lb (suburban)= Lb - 2[log (f / 28)]2- 5.4 Ec.(10)
3) para áreas rurales:
Ecuación 11: Pérdidas de Propagación en áreas Rurales
Lb (rural) = Lb - 4.78 log (f)2
+ 18.33 log f – 40.94 Ec.(11)
3.9.1.3 Cálculo de las pérdidas
Una vez identificada las ecuaciones que se necesitarán para calcular las
pérdidas en zonas rurales Ec.(10) para la tecnología CDMA-450, se procede
con el cálculo correspondiente.
Estas pérdidas permitirán obtener valores aproximados a los rangos reales con
lo que este sistema llegará a los abonados.
3.9.1.3.1 Cálculo de la pérdida entre el enlace de la BTS y la repetidora
Factor de corrección de alturas
Ecuación 12: Factor de Corrección de Alturas
α (hm) = (1.1 log (f) – 0.7) hm – (1.56 log (f )– 0.8) Ec.(12)
α (hm) = (1.1 log (450) – 0.7) (5) – (1.56 log (450) – 0.8)
67
α (hm) = 7.75 dB
Datos
f = 450 MHz,
hb = 11 m
hm= 5 m
r = 38.06 km
α (hm) = 7.75 dB
Lb= 69.55 + 26.16 log f – 13.82 log hb – α (hm) + (44.9 – 6.55 log hb) log r
Lb= 69.55 + 26.16 log (450) –13.82 log (11)–7.75 + (44.9–6.55 log (11)) log (38.06)
Lb=176.9dB
Cálculo de la pérdida en áreas rurales:
Lb (rural) = Lb - 4.78 log (f)2
+ 18.33 log f – 40.94
Lb (rural) = 176.9 - 4.78 log (450)2
+ 18.33 log (450) – 40.94
Lb (rural) = 150.94dB
3.9.1.3.2 Cálculo de la pérdida entre la estación móvil y la BTS
Factor de corrección de alturas
α (hm) = (1.1 log (f) – 0.7) hm – (1.56 log (f )– 0.8)
α (hm) = (1.1 log 450) – 0.7) (2) – (1.56 log (450) – 0.8)
α (hm) = 1.099 dB
Datos
f = 450 MHz,
hb = 9 m
hm= 2 m
r = 9.52 km
α (hm) = 1.098 dB
Lb= 69.55 + 26.16 log f – 13.82 log hb – α (hm) + (44.9 – 6.55 log hb) log r
Lb= 69.55 + 26.16 log (450) – 13.82 log (9) – 7.75 + (44.9 – 6.55 log (9)) log (9.52)
Lb=162.5dB
68
Cálculo de la pérdida en áreas rurales:
Lb (rural) = Lb - 4.78 log (f)2
+ 18.33 log f – 40.94
Lb (rural) = 162.5 - 4.78 log (450)2
+ 18.33 log (450) – 40.94
Lb (rural) = 136.54dB
Estos cálculos permitirán elegir los diferentes equipos y feeder de las antenas
que se necesitarán en el diseño de la red CDMA-450, así como también
permitirán el cálculo de los radios de cobertura para las zonas a intervenir.
3.9.2 Elección de los Equipos necesarios
Los equipos que se emplearan en el sistema de radio frecuencia son los
siguientes:
antenas de microonda
unidad interna y externa,
jumpers,
módulos de elementos de canal,
licencias,
cables,
conectores,
guías de onda
y sistemas de fuerza de +24V.
En la figura 32, se puede observar cómo estarán distribuidos los elementos de
radio enlace y microondas que serían instaladas para el presente proyecto, tanto
para la torre como para la antena de microonda.
69
Elementos que conforman el sistema de radioenlace y microondas
Figura 32. Elementos que conforman el sistema de radioenlace y microondas
Fuente: . HUAWUEI TECHNOLOGIES CO., LTD
Cada antena en la torre, localizadas cada 120°, se conoce como sector. La
torre de la BTS se conforma de tres sectores.
3.9.2.1 Selección de los equipos para la BTS
Según normas técnicas, del proveedor de equipos para la Corporación
Nacional de Telecomunicaciones, HUAWEI, especifica las siguientes
condiciones para la instalación de BTS dependiendo de las características de
estos sitios:
1) La BTS 3606C (6TRX) o BTS 3606AC se recomienda para ciudades
medianas y pequeños poblados.
70
2) La BTS 3606E (18 TRX) o BTS 3606AC (9TRX) es recomendable para
ciudades gran densidad poblacional.
3) La BTS 3601C (1TRX) u ODU3601CE (1TRX) se recomiendan para
interiores, subterráneos, vías férreas y carreteras.
Por lo cual en el presente trabajo, al ser zonas con baja densidad poblacional,
se escogió la condición 1), normas ideales para los requerimientos de BTS
según fabricante en tecnología CDMA-450.
3.9.2.2 Características técnicas de la BTS3606
Soporta red hibrida CDMA2000 1X / 1xEV-DO. La asignación de
canales CDMA 2000 1X y CDMA 1XEV-DO y en una celda es flexible.
Permite configuración de un solo canal y radios multitransmisores.
Compatible con las bandas 450 MHz, 800 MHz, y 1900 MHz.
3.9.2.3 Datos de la BTS3606
En la tabla 22, se puede observar las características y datos de la BTS3606,
que es con la que se cuenta en el diseño de la red de radio.
Estas características se obtienen directamente del fabricante Huawei y que a
su vez es proveedor de estos equipos para la CNT.
Tabla 22: Datos de la BTS3606
Datos de la BTS3606
Ban
da
Cla
se
Frecuencia
Bts Tx
Frecuencia
Bts Rx
Potencia
Sensibilidad Del
Receptor Single-
channel
Multi-
channel
0 869 MHz-294 MHz 824 MHz-849 MHz 20W 60W -127dbm
1 1930 MHz-1990
MHz
1850 MHz-1910
MHz
20W 60W -127dbm
-127dbm(Multi-
71
Channel)
5 460 MHz-470 MHz 450 MHz-460 MHz 20W 60W -127dbm
-127dbm(Multi-
Channel)
Nota. (Hardware de la BTS3606, HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD)
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
Para una configuración multi-portadora, tres portadoras compartirán una
potencia de salida de 60 W.
En la tabla 23, se observa las especificaciones técnicas que posee la BTS que
se eligió para la presente solución.
Tabla 23: Especificaciones de la BTS3606
Especificaciones de la BTS3606
Dimensiones del gabinete
1400 mm X 600 mm X650 mm
Voltajes de alimentación
-48 V DC (ranging from-40 V DC to -60 V DC)
+24V DC (ranging from+21VDC to+29V DC)
Peso
Peso250
Consumo de potencia
3400 W
Temperatura
-5Cto 50C
Humedad relativa
5% to 90%
Ruido del equipo70
70 dBA(El ruido varía con la temperatura del ambiente)
Confiabilidad
Disponibilidad 99.999%
MTBF 100000 h
MTTR 1 h
Nota. (Hardware de la BTS3606, HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD)
Realizado por: Andrés Peñaherrera T.
En la figura 33, se observa cómo estará estructurada generalmente la red
CDMA-450, con la respectiva distribución de los equipos y pasos por los que
van hasta conectarse con el internet.
72
Estructura de la red CDMA WLL
Figura 33. Estructura de la red CDMA WLL Fuente: Estructura HW RAC6610 CNT,
HUAWEI TECHNOLOGIES CO,,LTD
3.9.3 Selección de Antena del Terminal FWT
Existen dos tipos de antenas para las terminales FWT:
1) Antena Interior
Permite una ubicación flexible con una ganancia determinada.
2) Antena Exterior
Son las que garantizan la calidad de la comunicación optimizando la
cobertura aumentando la distancia entre el terminal y la estación base.
Para CDMA en la banda de los 450, se emplea una antena tipo Yagi
direccional externa con una ganancia de 11(dbi) ya que se necesita que tenga
una línea de vista sin obstáculos desde las terminales hasta la BTS.
3.9.4 Elección de Feeder de RF de acuerdo a las pérdidas
Con los datos de los cálculos de pérdidas realizados anteriormente, se
procederá con la selección de los feeders de radiofrecuencia para la
transmisión de datos en la red CDMA-450.
Para el cable coaxial de RF físicamente aislado con espuma de polietileno con
impedancias de 50Ω, se tienen los siguientes índices:
73
Índice de pérdida por feeder de 7/8 por cada 100m= 2.65dB
Índice de pérdida por feeder de 5/4 por cada 100m= 1.87dB
Estos valores son extraídos de los manuales del fabricante que se encuentran
en el anexo del hardware de la BTS 3606 Huawei al final del presente trabajo.
3.9.5 Link Budget de la Red de Radio
En la red de radio del sistema CDMA-450, se calculará el Link Budget para
obtener los valores aproximados del radío de cobertura y número de celdas
para los sitios geográficos que se desea.
Datos para el cálculo:
Frecuencia (f): 450 Mhz
Altura BTS (h1): 60 m
Altura estación (h2): 6 m
Ganancia antena BTS (Gbts): 15 dBi
Ganancia antena estación móvil (Gem): 0 dBi
Potencia de transmisión BTS (Pbts): 60 W
Pérdidas adicionales (edificaciones, vegetación)(La): 24 dB
Pérdidas cables estación base (Lc): 3.5 dB
Cálculo del link budget ascendente
Aplicando la Fórmula:
Ecuación 13: Link Budget Ascendente
Link Budget ascendente = Pem + Gem – La – Lu + Gbts – Lc – Sbts Ec.(13)
Reemplazando los diferentes valores tenemos:
Link Budget ascendente = 30 dBm + 0 dB – 24 dB – Lo + 15 dBi – 3.4 + 110
Link Budget ascendente = 127.6 – Lo
Para calcular el radio procedemos a igualar el link budget a cero:
Link Budget ascendete = 0
Entonces:
74
92.156 + 32.225 x log (R) = 127.6
De lo cual se tiene que R = 9.502 km
Cálculo del link budget descendente
Como el caso anterior, se aplica la fórmula:
Ecuación 14: Link Budget Descendente
Link Budget descendente = Pbts + Gbts – La – Lo + Gem – Lc – Sem Ec.(14)
Reemplazando los diferentes valores tenemos:
Link Budget descendente = 43.010 dBm + 15 dBi – 24 dB – Lo + 0 dBi –
3.4+ 92
Link Budget descendente = 122.6 – Lo
Para calcular el radio procedemos a igualar el link budget a cero:
Link Budget descendete = 0
Entonces:
92.156 + 32.225 x log (R) = 122.6
De lo cual se tiene que R = 6.858 km
Cálculo del Radio de Cobertura
Dado que ya se tiene los radios para ambos casos de link budget, se procede a
calcular el radio aproximado de cobertura para la estación base [10], bajo las
condiciones del terreno dadas.
Radio link budget ascendente (Rlua)= 9.502 Km
Radio link budget descendente (Rlud) = 6.858 Km
Tomando en cuenta, que para el diseño del radio de cobertura el radio link de
menor valor, se tiene que el área de cobertura circular es equivalente a:
Radio Circunferencia = 6.858 Km, que equivale a un área Cobertura Celda
Circular = 147.68 Km2
75
3.10. Dimensionamiento de la Red de Radio
Para la red de radio, se determina los elementos que integran la red tales
como en el esquema de la figura 3.13, en el cual, se integran los elementos
tanto terminales como antenas, repetidoras y servidores necesarios en el caso
del presente estudio.
3.11. Planificación de Capacidad (Tráfico)
Para el cálculo de la capacidad, se emplearán los valores obtenidos en el
estudio de tráfico anteriormente desarrollado.
En la planificación del tráfico se trata de conseguir una calidad de servicio
óptima con una buena confiabilidad. Esto se logrará también con los datos
que arroje el programa que se utiliza en la simulación, el ICS Telecom de
propiedad de la Universidad Politécnica Salesiana.
3.11.1 Cálculo de Throughput
Para el cálculo de este valor se utiliza la siguiente ecuación:
Ecuación 15: Cálculo del Throughput
Ec.(15)
Dónde:
S = Throughput [kbps]
Av = Intensidad de tráfico [Erl]
v = Tasa de datos [bps]
αγ = Factor de actividad de voz [ ]
El throughput por usuario, para el servicio de voz en RC3 es:
S = 0.04[Erl] 9600[bps] 0,4 269[bps]
S = 0.154kbps
76
3.11.2 Capacidad del Interfaz Aire de CDMA2000-EVDO
En un mecanismo ideal de control de potencia del enlace reverso, la BTS
recibe cada señal de los terminales FWT con el mismo nivel de potencia, este
nivel se lo nota como Sr, mientras que la BTS de-modula cada señal
específica de los FWT, ésta será interferida por M-1 señales de los demás
terminales FWT, suponiendo que existen un M número de señales en el
sistema al mismo tiempo. Entonces, para cada usuario, la energía de señal de
interferencia será Sr (M-1). Considerando el factor de actividad de voz y el
factor de control de potencia no ideal n, lo cual significa que la potencia real
de transmisión del FWT es mayor que la que se requiere en condición ideal,
entonces la interferencia total de una misma celda estará dado porque
generalmente se la denomina “interferencia de multi trayectoria de CDMA”.
En el sistema CDMA-450, a más de la interferencia de multi trayectoria,
existen otros dos tipos de ruidos de interferencia que deben tomarse en
cuenta. El piso de ruido térmico del ambiente N0 así como la interferencia F2
intrafrecuencia de la celda vecina.
3.11.3 Introducción del concepto de Channel Element “CE” de las BTS
CDMA
Los Channel Element para CDMA-450 son las tarjetas de procesamiento de
canales que operan en la BTSs. En los enlaces reverso y directo se tiene
diferentes tipos de canales que se deben analizar por separado la cantidad de
CE necesarios. A continuación se observa las consideraciones que se deben
tomar en cuenta para el análisis:
Cada CE directo está en la capacidad de procesar un FCH de 9,6 Kbps
o un SCH de 9,6 Kbps.
Cada CE reverso está en la capacidad de procesar un FCH de 9,6
Kbps o un SCH de 19,2 Kbps.
Para los canales reversos, 1 CE se utiliza para que cada sector procese
el canal de acceso reverso.
77
Para los canales directos, se reservan 3 CE para procesar el canal
piloto directo, el canal de paging y el canal de sincronismo.
3.11.4 Método de configuración de los CE
Para las configuraciones de los Channel Elements, se tomará en cuenta las
siguientes consideraciones para el servicio de voz y datos:
El CE para servicio de voz [Erl] = Cantidad total de abonados por
portador * 0,07 [Erl].
CE para servicio de datos [Erl] = Throughput total de datos por
portadora / 9600 [bps].
Para el servicio de voz se considera un 10% de CE para soft handoff.
Para el servicio de datos se considera 0% de CE para soft handoff.
La totalidad de CE será la sumatoria de los CE para voz + los CE para
datos + CE para canal de acceso reverso, utilizando la tabla de Erlang
B al 2%.
Para el canal de acceso reverso, se usará la tabla de Erlang B al 2%.
En el dimensionamiento de sobrecarga se empleará un factor del 10%
de todos los CE.
Cálculo del CE:
Tráfico Total de voz = 1080*0,07= 75,6 [Erl]
Tráfico Total de datos = 32*664 [bps]/9600 [bps] = 2,21 [Erl]
CE (voz)Erlang B = 225 CE
CE (datos)Erlang B = 8 CE
CE (canal de acceso reverso) = 1 CE
CE (voz)soft handoff = CE (voz)Erlang B *1,1 = 225 CE*1,1 =247,5 CE
CE Totales = 247,5 + 8 + 1 = 256,5 CE
CE Totales (Sobrecarga) = 256,5 * 1,1 = 282,15 CE
En la configuración de la BTS, los valores de los CE serán valores enteros,
por lo cual: CE totales = 282,15 => 282 CE.
78
CAPÍTULO 4
SIMULACIÓN
En este capítulo, se desarrolla en sí el diseño de la red para la cobertura con la
tecnología CDMA-450, diseño que indicará los rangos de potencia con los
que llegará a cubrir a las poblaciones de Yaruquí, Ascázubi y Santa rosa de
Cusubamba.e cada paso que se debe emplear para generar una simulación de
cobertura utilizando software de cálculo.
4.1. Software de simulación
En este proyecto, se utiliza el software U-Net en su versión 2.6, programa que
utiliza la Corporación Nacional de Telecomunicaciones para el cálculo de
enlaces radioeléctricos. Además, se utiliza el software ICS Telecom de la
empresa francesa ATDI, programa de gran importancia que adquirió
Universidad Politécnica Salesiana y que se encuentra a disposición de los
estudiantes, en el Laboratorio de Investigación de Comunicaciones
Avanzadas, con el cual se pueden realizar variedad de funciones de
comunicación, enlaces de radio, entre otros.
Cabe recalcar que ninguno de estos dos programas son software libre por lo
cual no están al alcance del público en general, más bien están dirigidos a
instituciones grandes que inviertan en tecnología o que se encuentren en
capacidad de adquirirlos. Dichos programas están protegidos mediante
Licencias exclusivas en este caso dirigidas a CNT y a la Universidad
Politécnica Salesiana respectivamente que son las instituciones que cuentan
con la llave para su uso en computadores establecidos.
Particularmente, ICS Telecom es capaz de modelar cualquier red de radio, sin
importar cuál sea el tamaño, desde redes locales hasta redes nacionales. ICS
Telecom permite realizar evaluación de tecnologías, dimensionar
infraestructuras, planificación de red, optimización del espectro, entre otros
79
4.2 Simulación de la red de Radio
El primer paso para la simulación de cobertura de red CDMA-450 es,
localizar y cargar la cartografía que se encuentra en el software
complementario del ICS Telecom, el Map Server como se observa en la
ilustración 34.
Obtención de cartografica en ICS Telecom
Figura 34. Obtención de cartografía en ICS Telecom Elaborado por: Andrés
Peñaherrera T.
Cuando se haya obtenido la cartografía, se procede al ingreso de los datos de
la red en el software, el cual realiza un barrido de la zona de cobertura como
se observa a continuación en la figura 35.
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Obtención de cartografía en ICS Telecom
Figura 35. Obtención de cartografía en ICS Telecom Elaborado por:
Andrés Peñaherrera T.
Una vez realizado el barrido de la cobertura, se ingresa los valores tales como
la altura de la antena, perdidas por propagación y potencia del transmisor
como se puede observar en la figura 36.
Obtención de cartografía en ICS Telecom
Figura 36. Obtención de cartografía en ICS Telecom. Elaborado por: Andrés
Peñaherrera T.
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La sombra de cobertura junto con los rangos de potencias, son exportados del
programa de simulación hacia el programa Google Earth, donde se observa en
un mapa satelital, la cobertura real de la repetidora como se ve en la figura 37.
Diagrama de cobertura
Figura 37. Diagrama de cobertura Elaborado por: Andrés Peñaherrera T.
4.3 Resultados de simulación y Análisis
En el diseño se determina que se debe aumentar la línea de vista de la
repetidora, por lo cual se necesitará instalar una torre de 60 metros de altura
con el propósito de que la señal que se emita desde la antena, cubra todas las
zonas e inclusive huecos de señal y que de esta manera, la señal llegue hacia
las terminales de los abonados localizados en las parroquias de Yaruquí,
Ascázubi y Santa Rosa de Cusubamba, alcancen aceptables niveles de
potencia. A continuación, en la figura 38, que corresponde a la simulación
realizada en el software ICS Telecom, se observa cómo quedaría finalmente
instalada la BTS de CNT de 60 m de altura en la zona de Ascázubi Alto.
82
BTS-CNT
Figura 38. BTS-CNT Elaborado por: Andrés Peñaherrera T.
Analizando la ubicación de la BTS, se observa que gracias a las
características finales de la repetidora, existe una excelente línea de vista y
cobertura de la torre hacia las zonas de Yaruquí, Ascázubi y Santa Rosa de
Cusubamba. Se debe tomar en cuenta que a la altura inicial en la simulación
de la BTS, se le debió añadir 60 metros para que se logre que los rangos de
señal sean los óptimos y de esta manera se mejore la calidad de la señal hacia
las terminales. Esto se observa claramente en la figura 39 a continuación.
Línea de vista desde BTS-CNT
Figura 39. Línea de vista desde BTS-CNT Elaborado por: Andrés Peñaherrera T.
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Finalmente, se puede analizar mediante la figura 40, que los rangos con los
que llegan la señal de CDMA-450 son suficientes para brindar cobertura de
una manera adecuada a las poblaciones de Yaruquí, Ascázubi y Santa Rosa de
Cusubamba.
Cobertura de la BTS-CNT
Figura 40. Cobertura de la BTS-CNT Elaborado por: Andrés Peñaherrera T.
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CONCLUSIONES
La utilización de CDMA 450 permite ofrecer servicios de telecomunicaciones
prácticas a un costo inferior a las de otras tecnologías basadas en Vsat y a
tecnologías obsoletas como la de 9800 que están vulnerable debido a
condiciones climáticas adversas y que son las que están funcionando
actualmente en las zonas anteriormente expuestas.
Debido a las múltiples ventajas y características de la tecnología CDMA-450,
esta alternativa tecnológicas es la ideal para cubrir de servicio a zonas rurales
residenciales ya que gracias a su espectro expandido y baja frecuencia,
permite a la operadora CNT llegar a la mayor cantidad de usuarios
necesitados de comunicaciones a tener un servicio de calidad en lo que se
refiere a voz y a una aceptable velocidad en conexión a internet con menos
estaciones base y una mayor área de cobertura.
Los software utilizados en el presente trabajo, tanto el ICS Telecom como el
U-Net funcionan correctamente para este tipo de diseño y se adaptan
estupendamente a las condiciones que implica el uso de tecnologías CDMA-
450 para dar servicio de voz y datos en sectores rurales, en este caso Yaruquí,
Ascázubi y Santa Rosa de Cusubamba, con lo que se logrará que muchas más
familias tengan acceso a estar comunicados con el mundo.
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RECOMENDACIONES
Se debe tener en cuenta que la tecnología CDMA-450 gracias a su baja
frecuencia, tiene un largo alcance para brindar servicio de voz y datos, por lo
que se recomienda este tipo de tecnología para zonas rurales que necesiten de
estos servicios.
Se deben realizar análisis socio-económicos así como poblacionales para
tener en cuenta las capacidades y requerimientos de los futuros usuarios de
comunicaciones.
Cuando se trabajan con software de simulación se debe tomar en cuenta que
se cuente con la respectiva cartografía de las zonas de estudio ya que no todos
los programas lo poseen, de lo contrario no se logrará especificar la
cobertura.
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ANEXOS
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Anexo 1. Tabla de valores de Erlang B
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Anexo 2. Especificaciones Técnicas de la BTS 3606 de Huawei
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